Revert "Implement AArch64 vector load/store multiple N-element structure class SIMD...
[oota-llvm.git] / lib / Target / AArch64 / AArch64InstrFormats.td
1 //===- AArch64InstrFormats.td - AArch64 Instruction Formats --*- 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 // This file describes AArch64 instruction formats, down to the level of the
10 // instruction's overall class.
11 //===----------------------------------------------------------------------===//
12
13
14 //===----------------------------------------------------------------------===//
15 // A64 Instruction Format Definitions.
16 //===----------------------------------------------------------------------===//
17
18 // A64 is currently the only instruction set supported by the AArch64
19 // architecture.
20 class A64Inst<dag outs, dag ins, string asmstr, list<dag> patterns,
21               InstrItinClass itin>
22     : Instruction {
23   // All A64 instructions are 32-bit. This field will be filled in
24   // gradually going down the hierarchy.
25   field bits<32> Inst;
26
27   field bits<32> Unpredictable = 0;
28   // SoftFail is the generic name for this field, but we alias it so
29   // as to make it more obvious what it means in ARM-land.
30   field bits<32> SoftFail = Unpredictable;
31
32   // LLVM-level model of the AArch64/A64 distinction.
33   let Namespace = "AArch64";
34   let DecoderNamespace = "A64";
35   let Size = 4;
36
37   // Set the templated fields
38   let OutOperandList = outs;
39   let InOperandList = ins;
40   let AsmString = asmstr;
41   let Pattern = patterns;
42   let Itinerary = itin;
43 }
44
45 class PseudoInst<dag outs, dag ins, list<dag> patterns> : Instruction {
46   let Namespace = "AArch64";
47
48   let OutOperandList = outs;
49   let InOperandList= ins;
50   let Pattern = patterns;
51   let isCodeGenOnly = 1;
52   let isPseudo = 1;
53 }
54
55 // Represents a pseudo-instruction that represents a single A64 instruction for
56 // whatever reason, the eventual result will be a 32-bit real instruction.
57 class A64PseudoInst<dag outs, dag ins, list<dag> patterns>
58   : PseudoInst<outs, ins, patterns> {
59   let Size = 4;
60 }
61
62 // As above, this will be a single A64 instruction, but we can actually give the
63 // expansion in TableGen.
64 class A64PseudoExpand<dag outs, dag ins, list<dag> patterns, dag Result>
65   : A64PseudoInst<outs, ins, patterns>,
66     PseudoInstExpansion<Result>;
67
68
69 // First, some common cross-hierarchy register formats.
70
71 class A64InstRd<dag outs, dag ins, string asmstr,
72                 list<dag> patterns, InstrItinClass itin>
73   : A64Inst<outs, ins, asmstr, patterns, itin> {
74   bits<5> Rd;
75
76   let Inst{4-0} = Rd;
77 }
78
79 class A64InstRt<dag outs, dag ins, string asmstr,
80                 list<dag> patterns, InstrItinClass itin>
81   : A64Inst<outs, ins, asmstr, patterns, itin> {
82   bits<5> Rt;
83
84   let Inst{4-0} = Rt;
85 }
86
87
88 class A64InstRdn<dag outs, dag ins, string asmstr,
89                  list<dag> patterns, InstrItinClass itin>
90     : A64InstRd<outs, ins, asmstr, patterns, itin> {
91   // Inherit rdt
92   bits<5> Rn;
93
94   let Inst{9-5} = Rn;
95 }
96
97 class A64InstRtn<dag outs, dag ins, string asmstr,
98                 list<dag> patterns, InstrItinClass itin>
99     : A64InstRt<outs, ins, asmstr, patterns, itin> {
100   // Inherit rdt
101   bits<5> Rn;
102
103   let Inst{9-5} = Rn;
104 }
105
106 // Instructions taking Rt,Rt2,Rn
107 class A64InstRtt2n<dag outs, dag ins, string asmstr,
108                    list<dag> patterns, InstrItinClass itin>
109   : A64InstRtn<outs, ins, asmstr, patterns, itin> {
110   bits<5> Rt2;
111
112   let Inst{14-10} = Rt2;
113 }
114
115 class A64InstRdnm<dag outs, dag ins, string asmstr,
116                   list<dag> patterns, InstrItinClass itin>
117   : A64InstRdn<outs, ins, asmstr, patterns, itin> {
118   bits<5> Rm;
119
120   let Inst{20-16} = Rm;
121 }
122
123 //===----------------------------------------------------------------------===//
124 //
125 // Actual A64 Instruction Formats
126 //
127
128 // Format for Add-subtract (extended register) instructions.
129 class A64I_addsubext<bit sf, bit op, bit S, bits<2> opt, bits<3> option,
130                      dag outs, dag ins, string asmstr, list<dag> patterns,
131                      InstrItinClass itin>
132     : A64InstRdnm<outs, ins, asmstr, patterns, itin> {
133     bits<3> Imm3;
134
135     let Inst{31} = sf;
136     let Inst{30} = op;
137     let Inst{29} = S;
138     let Inst{28-24} = 0b01011;
139     let Inst{23-22} = opt;
140     let Inst{21} = 0b1;
141     // Rm inherited in 20-16
142     let Inst{15-13} = option;
143     let Inst{12-10} = Imm3;
144     // Rn inherited in 9-5
145     // Rd inherited in 4-0
146 }
147
148 // Format for Add-subtract (immediate) instructions.
149 class A64I_addsubimm<bit sf, bit op, bit S, bits<2> shift,
150                      dag outs, dag ins, string asmstr,
151                      list<dag> patterns, InstrItinClass itin>
152   : A64InstRdn<outs, ins, asmstr, patterns, itin> {
153   bits<12> Imm12;
154
155   let Inst{31} = sf;
156   let Inst{30} = op;
157   let Inst{29} = S;
158   let Inst{28-24} = 0b10001;
159   let Inst{23-22} = shift;
160   let Inst{21-10} = Imm12;
161 }
162
163 // Format for Add-subtract (shifted register) instructions.
164 class A64I_addsubshift<bit sf, bit op, bit S, bits<2> shift,
165                        dag outs, dag ins, string asmstr, list<dag> patterns,
166                        InstrItinClass itin>
167     : A64InstRdnm<outs, ins, asmstr, patterns, itin> {
168     bits<6> Imm6;
169
170     let Inst{31} = sf;
171     let Inst{30} = op;
172     let Inst{29} = S;
173     let Inst{28-24} = 0b01011;
174     let Inst{23-22} = shift;
175     let Inst{21} = 0b0;
176     // Rm inherited in 20-16
177     let Inst{15-10} = Imm6;
178     // Rn inherited in 9-5
179     // Rd inherited in 4-0
180 }
181
182 // Format for Add-subtract (with carry) instructions.
183 class A64I_addsubcarry<bit sf, bit op, bit S, bits<6> opcode2,
184                        dag outs, dag ins, string asmstr, list<dag> patterns,
185                        InstrItinClass itin>
186     : A64InstRdnm<outs, ins, asmstr, patterns, itin> {
187     let Inst{31} = sf;
188     let Inst{30} = op;
189     let Inst{29} = S;
190     let Inst{28-21} = 0b11010000;
191     // Rm inherited in 20-16
192     let Inst{15-10} = opcode2;
193     // Rn inherited in 9-5
194     // Rd inherited in 4-0
195 }
196
197
198 // Format for Bitfield instructions
199 class A64I_bitfield<bit sf, bits<2> opc, bit n,
200                     dag outs, dag ins, string asmstr,
201                     list<dag> patterns, InstrItinClass itin>
202   : A64InstRdn<outs, ins, asmstr, patterns, itin> {
203   bits<6> ImmR;
204   bits<6> ImmS;
205
206   let Inst{31} = sf;
207   let Inst{30-29} = opc;
208   let Inst{28-23} = 0b100110;
209   let Inst{22} = n;
210   let Inst{21-16} = ImmR;
211   let Inst{15-10} = ImmS;
212   // Inherit Rn in 9-5
213   // Inherit Rd in 4-0
214 }
215
216 // Format for compare and branch (immediate) instructions.
217 class A64I_cmpbr<bit sf, bit op,
218                   dag outs, dag ins, string asmstr,
219                   list<dag> patterns, InstrItinClass itin>
220   : A64InstRt<outs, ins, asmstr, patterns, itin> {
221   bits<19> Label;
222
223   let Inst{31} = sf;
224   let Inst{30-25} = 0b011010;
225   let Inst{24} = op;
226   let Inst{23-5} = Label;
227   // Inherit Rt in 4-0
228 }
229
230 // Format for conditional branch (immediate) instructions.
231 class A64I_condbr<bit o1, bit o0,
232                   dag outs, dag ins, string asmstr,
233                   list<dag> patterns, InstrItinClass itin>
234   : A64Inst<outs, ins, asmstr, patterns, itin> {
235   bits<19> Label;
236   bits<4> Cond;
237
238   let Inst{31-25} = 0b0101010;
239   let Inst{24} = o1;
240   let Inst{23-5} = Label;
241   let Inst{4} = o0;
242   let Inst{3-0} = Cond;
243 }
244
245 // Format for conditional compare (immediate) instructions.
246 class A64I_condcmpimm<bit sf, bit op, bit o2, bit o3, bit s,
247                       dag outs, dag ins, string asmstr,
248                       list<dag> patterns, InstrItinClass itin>
249   : A64Inst<outs, ins, asmstr, patterns, itin> {
250   bits<5> Rn;
251   bits<5> UImm5;
252   bits<4> NZCVImm;
253   bits<4> Cond;
254
255   let Inst{31} = sf;
256   let Inst{30} = op;
257   let Inst{29} = s;
258   let Inst{28-21} = 0b11010010;
259   let Inst{20-16} = UImm5;
260   let Inst{15-12} = Cond;
261   let Inst{11} = 0b1;
262   let Inst{10} = o2;
263   let Inst{9-5} = Rn;
264   let Inst{4} = o3;
265   let Inst{3-0} = NZCVImm;
266 }
267
268 // Format for conditional compare (register) instructions.
269 class A64I_condcmpreg<bit sf, bit op, bit o2, bit o3, bit s,
270                       dag outs, dag ins, string asmstr,
271                       list<dag> patterns, InstrItinClass itin>
272   : A64Inst<outs, ins, asmstr, patterns, itin> {
273   bits<5> Rn;
274   bits<5> Rm;
275   bits<4> NZCVImm;
276   bits<4> Cond;
277
278
279   let Inst{31} = sf;
280   let Inst{30} = op;
281   let Inst{29} = s;
282   let Inst{28-21} = 0b11010010;
283   let Inst{20-16} = Rm;
284   let Inst{15-12} = Cond;
285   let Inst{11} = 0b0;
286   let Inst{10} = o2;
287   let Inst{9-5} = Rn;
288   let Inst{4} = o3;
289   let Inst{3-0} = NZCVImm;
290 }
291
292 // Format for conditional select instructions.
293 class A64I_condsel<bit sf, bit op, bit s, bits<2> op2,
294                    dag outs, dag ins, string asmstr,
295                    list<dag> patterns, InstrItinClass itin>
296   : A64InstRdnm<outs, ins, asmstr, patterns, itin> {
297   bits<4> Cond;
298
299   let Inst{31} = sf;
300   let Inst{30} = op;
301   let Inst{29} = s;
302   let Inst{28-21} = 0b11010100;
303   // Inherit Rm in 20-16
304   let Inst{15-12} = Cond;
305   let Inst{11-10} = op2;
306   // Inherit Rn in 9-5
307   // Inherit Rd in 4-0
308 }
309
310 // Format for data processing (1 source) instructions
311 class A64I_dp_1src<bit sf, bit S, bits<5> opcode2, bits<6> opcode,
312                 string asmstr, dag outs, dag ins,
313                 list<dag> patterns, InstrItinClass itin>
314   : A64InstRdn<outs, ins, asmstr, patterns, itin> {
315   let Inst{31} = sf;
316   let Inst{30} = 0b1;
317   let Inst{29} = S;
318   let Inst{28-21} = 0b11010110;
319   let Inst{20-16} = opcode2;
320   let Inst{15-10} = opcode;
321 }
322
323 // Format for data processing (2 source) instructions
324 class A64I_dp_2src<bit sf, bits<6> opcode, bit S,
325                 string asmstr, dag outs, dag ins,
326                 list<dag> patterns, InstrItinClass itin>
327   : A64InstRdnm<outs, ins, asmstr, patterns, itin> {
328   let Inst{31} = sf;
329   let Inst{30} = 0b0;
330   let Inst{29} = S;
331   let Inst{28-21} = 0b11010110;
332   let Inst{15-10} = opcode;
333 }
334
335 // Format for data-processing (3 source) instructions
336
337 class A64I_dp3<bit sf, bits<6> opcode,
338                dag outs, dag ins, string asmstr,
339                list<dag> patterns, InstrItinClass itin>
340   : A64InstRdnm<outs, ins, asmstr, patterns, itin> {
341   bits<5> Ra;
342
343   let Inst{31} = sf;
344   let Inst{30-29} = opcode{5-4};
345   let Inst{28-24} = 0b11011;
346   let Inst{23-21} = opcode{3-1};
347   // Inherits Rm in 20-16
348   let Inst{15} = opcode{0};
349   let Inst{14-10} = Ra;
350   // Inherits Rn in 9-5
351   // Inherits Rd in 4-0
352 }
353
354 // Format for exception generation instructions
355 class A64I_exception<bits<3> opc, bits<3> op2, bits<2> ll,
356                      dag outs, dag ins, string asmstr,
357                      list<dag> patterns, InstrItinClass itin>
358   : A64Inst<outs, ins, asmstr, patterns, itin> {
359   bits<16> UImm16;
360
361   let Inst{31-24} = 0b11010100;
362   let Inst{23-21} = opc;
363   let Inst{20-5} = UImm16;
364   let Inst{4-2} = op2;
365   let Inst{1-0} = ll;
366 }
367
368 // Format for extract (immediate) instructions
369 class A64I_extract<bit sf, bits<3> op, bit n,
370                    dag outs, dag ins, string asmstr,
371                    list<dag> patterns, InstrItinClass itin>
372   : A64InstRdnm<outs, ins, asmstr, patterns, itin> {
373   bits<6> LSB;
374
375   let Inst{31} = sf;
376   let Inst{30-29} = op{2-1};
377   let Inst{28-23} = 0b100111;
378   let Inst{22} = n;
379   let Inst{21} = op{0};
380   // Inherits Rm in bits 20-16
381   let Inst{15-10} = LSB;
382   // Inherits Rn in 9-5
383   // Inherits Rd in 4-0
384 }
385
386 // Format for floating-point compare instructions.
387 class A64I_fpcmp<bit m, bit s, bits<2> type, bits<2> op, bits<5> opcode2,
388                 dag outs, dag ins, string asmstr,
389                 list<dag> patterns, InstrItinClass itin>
390   : A64Inst<outs, ins, asmstr, patterns, itin> {
391   bits<5> Rn;
392   bits<5> Rm;
393
394   let Inst{31} = m;
395   let Inst{30} = 0b0;
396   let Inst{29} = s;
397   let Inst{28-24} = 0b11110;
398   let Inst{23-22} = type;
399   let Inst{21} = 0b1;
400   let Inst{20-16} = Rm;
401   let Inst{15-14} = op;
402   let Inst{13-10} = 0b1000;
403   let Inst{9-5} = Rn;
404   let Inst{4-0} = opcode2;
405 }
406
407 // Format for floating-point conditional compare instructions.
408 class A64I_fpccmp<bit m, bit s, bits<2> type, bit op,
409                  dag outs, dag ins, string asmstr,
410                  list<dag> patterns, InstrItinClass itin>
411   : A64InstRdn<outs, ins, asmstr, patterns, itin> {
412   bits<5> Rn;
413   bits<5> Rm;
414   bits<4> NZCVImm;
415   bits<4> Cond;
416
417   let Inst{31} = m;
418   let Inst{30} = 0b0;
419   let Inst{29} = s;
420   let Inst{28-24} = 0b11110;
421   let Inst{23-22} = type;
422   let Inst{21} = 0b1;
423   let Inst{20-16} = Rm;
424   let Inst{15-12} = Cond;
425   let Inst{11-10} = 0b01;
426   let Inst{9-5} = Rn;
427   let Inst{4} = op;
428   let Inst{3-0} = NZCVImm;
429 }
430
431 // Format for floating-point conditional select instructions.
432 class A64I_fpcondsel<bit m, bit s, bits<2> type,
433                      dag outs, dag ins, string asmstr,
434                      list<dag> patterns, InstrItinClass itin>
435   : A64InstRdnm<outs, ins, asmstr, patterns, itin> {
436   bits<4> Cond;
437
438   let Inst{31} = m;
439   let Inst{30} = 0b0;
440   let Inst{29} = s;
441   let Inst{28-24} = 0b11110;
442   let Inst{23-22} = type;
443   let Inst{21} = 0b1;
444   // Inherit Rm in 20-16
445   let Inst{15-12} = Cond;
446   let Inst{11-10} = 0b11;
447   // Inherit Rn in 9-5
448   // Inherit Rd in 4-0
449 }
450
451
452 // Format for floating-point data-processing (1 source) instructions.
453 class A64I_fpdp1<bit m, bit s, bits<2> type, bits<6> opcode,
454                  dag outs, dag ins, string asmstr,
455                  list<dag> patterns, InstrItinClass itin>
456   : A64InstRdn<outs, ins, asmstr, patterns, itin> {
457   let Inst{31} = m;
458   let Inst{30} = 0b0;
459   let Inst{29} = s;
460   let Inst{28-24} = 0b11110;
461   let Inst{23-22} = type;
462   let Inst{21} = 0b1;
463   let Inst{20-15} = opcode;
464   let Inst{14-10} = 0b10000;
465   // Inherit Rn in 9-5
466   // Inherit Rd in 4-0
467 }
468
469 // Format for floating-point data-processing (2 sources) instructions.
470 class A64I_fpdp2<bit m, bit s, bits<2> type, bits<4> opcode,
471                  dag outs, dag ins, string asmstr,
472                  list<dag> patterns, InstrItinClass itin>
473   : A64InstRdnm<outs, ins, asmstr, patterns, itin> {
474   let Inst{31} = m;
475   let Inst{30} = 0b0;
476   let Inst{29} = s;
477   let Inst{28-24} = 0b11110;
478   let Inst{23-22} = type;
479   let Inst{21} = 0b1;
480   // Inherit Rm in 20-16
481   let Inst{15-12} = opcode;
482   let Inst{11-10} = 0b10;
483   // Inherit Rn in 9-5
484   // Inherit Rd in 4-0
485 }
486
487 // Format for floating-point data-processing (3 sources) instructions.
488 class A64I_fpdp3<bit m, bit s, bits<2> type, bit o1, bit o0,
489                  dag outs, dag ins, string asmstr,
490                  list<dag> patterns, InstrItinClass itin>
491   : A64InstRdnm<outs, ins, asmstr, patterns, itin> {
492   bits<5> Ra;
493
494   let Inst{31} = m;
495   let Inst{30} = 0b0;
496   let Inst{29} = s;
497   let Inst{28-24} = 0b11111;
498   let Inst{23-22} = type;
499   let Inst{21} = o1;
500   // Inherit Rm in 20-16
501   let Inst{15} = o0;
502   let Inst{14-10} = Ra;
503   // Inherit Rn in 9-5
504   // Inherit Rd in 4-0
505 }
506
507 // Format for floating-point <-> fixed-point conversion instructions.
508 class A64I_fpfixed<bit sf, bit s, bits<2> type, bits<2> mode, bits<3> opcode,
509                  dag outs, dag ins, string asmstr,
510                  list<dag> patterns, InstrItinClass itin>
511   : A64InstRdn<outs, ins, asmstr, patterns, itin> {
512   bits<6> Scale;
513
514   let Inst{31} = sf;
515   let Inst{30} = 0b0;
516   let Inst{29} = s;
517   let Inst{28-24} = 0b11110;
518   let Inst{23-22} = type;
519   let Inst{21} = 0b0;
520   let Inst{20-19} = mode;
521   let Inst{18-16} = opcode;
522   let Inst{15-10} = Scale;
523   // Inherit Rn in 9-5
524   // Inherit Rd in 4-0
525 }
526
527 // Format for floating-point <-> integer conversion instructions.
528 class A64I_fpint<bit sf, bit s, bits<2> type, bits<2> rmode, bits<3> opcode,
529                  dag outs, dag ins, string asmstr,
530                  list<dag> patterns, InstrItinClass itin>
531   : A64InstRdn<outs, ins, asmstr, patterns, itin> {
532   let Inst{31} = sf;
533   let Inst{30} = 0b0;
534   let Inst{29} = s;
535   let Inst{28-24} = 0b11110;
536   let Inst{23-22} = type;
537   let Inst{21} = 0b1;
538   let Inst{20-19} = rmode;
539   let Inst{18-16} = opcode;
540   let Inst{15-10} = 0b000000;
541   // Inherit Rn in 9-5
542   // Inherit Rd in 4-0
543 }
544
545
546 // Format for floating-point immediate instructions.
547 class A64I_fpimm<bit m, bit s, bits<2> type, bits<5> imm5,
548                  dag outs, dag ins, string asmstr,
549                  list<dag> patterns, InstrItinClass itin>
550   : A64InstRd<outs, ins, asmstr, patterns, itin> {
551   bits<8> Imm8;
552
553   let Inst{31} = m;
554   let Inst{30} = 0b0;
555   let Inst{29} = s;
556   let Inst{28-24} = 0b11110;
557   let Inst{23-22} = type;
558   let Inst{21} = 0b1;
559   let Inst{20-13} = Imm8;
560   let Inst{12-10} = 0b100;
561   let Inst{9-5} = imm5;
562   // Inherit Rd in 4-0
563 }
564
565 // Format for load-register (literal) instructions.
566 class A64I_LDRlit<bits<2> opc, bit v,
567                   dag outs, dag ins, string asmstr,
568                   list<dag> patterns, InstrItinClass itin>
569   : A64InstRt<outs, ins, asmstr, patterns, itin> {
570   bits<19> Imm19;
571
572   let Inst{31-30} = opc;
573   let Inst{29-27} = 0b011;
574   let Inst{26} = v;
575   let Inst{25-24} = 0b00;
576   let Inst{23-5} = Imm19;
577   // Inherit Rt in 4-0
578 }
579
580 // Format for load-store exclusive instructions.
581 class A64I_LDSTex_tn<bits<2> size, bit o2, bit L, bit o1, bit o0,
582                  dag outs, dag ins, string asmstr,
583                  list <dag> patterns, InstrItinClass itin>
584   : A64InstRtn<outs, ins, asmstr, patterns, itin> {
585   let Inst{31-30} = size;
586   let Inst{29-24} = 0b001000;
587   let Inst{23} = o2;
588   let Inst{22} = L;
589   let Inst{21} = o1;
590   let Inst{15} = o0;
591 }
592
593 class A64I_LDSTex_tt2n<bits<2> size, bit o2, bit L, bit o1, bit o0,
594                      dag outs, dag ins, string asmstr,
595                      list <dag> patterns, InstrItinClass itin>:
596       A64I_LDSTex_tn<size, o2, L, o1, o0, outs, ins, asmstr, patterns, itin>{
597    bits<5> Rt2;
598    let Inst{14-10} = Rt2;
599 }
600
601 class A64I_LDSTex_stn<bits<2> size, bit o2, bit L, bit o1, bit o0,
602                      dag outs, dag ins, string asmstr,
603                      list <dag> patterns, InstrItinClass itin>:
604       A64I_LDSTex_tn<size, o2, L, o1, o0, outs, ins, asmstr, patterns, itin>{
605    bits<5> Rs;
606    let Inst{20-16} = Rs;
607 }
608
609 class A64I_LDSTex_stt2n<bits<2> size, bit o2, bit L, bit o1, bit o0,
610                      dag outs, dag ins, string asmstr,
611                      list <dag> patterns, InstrItinClass itin>:
612       A64I_LDSTex_stn<size, o2, L, o1, o0, outs, ins, asmstr, patterns, itin>{
613    bits<5> Rt2;
614    let Inst{14-10} = Rt2;
615 }
616
617 // Format for load-store register (immediate post-indexed) instructions
618 class A64I_LSpostind<bits<2> size, bit v, bits<2> opc,
619                      dag outs, dag ins, string asmstr,
620                      list<dag> patterns, InstrItinClass itin>
621   : A64InstRtn<outs, ins, asmstr, patterns, itin> {
622   bits<9> SImm9;
623
624   let Inst{31-30} = size;
625   let Inst{29-27} = 0b111;
626   let Inst{26} = v;
627   let Inst{25-24} = 0b00;
628   let Inst{23-22} = opc;
629   let Inst{21} = 0b0;
630   let Inst{20-12} = SImm9;
631   let Inst{11-10} = 0b01;
632   // Inherit Rn in 9-5
633   // Inherit Rt in 4-0
634 }
635
636 // Format for load-store register (immediate pre-indexed) instructions
637 class A64I_LSpreind<bits<2> size, bit v, bits<2> opc,
638                     dag outs, dag ins, string asmstr,
639                     list<dag> patterns, InstrItinClass itin>
640   : A64InstRtn<outs, ins, asmstr, patterns, itin> {
641   bits<9> SImm9;
642
643
644   let Inst{31-30} = size;
645   let Inst{29-27} = 0b111;
646   let Inst{26} = v;
647   let Inst{25-24} = 0b00;
648   let Inst{23-22} = opc;
649   let Inst{21} = 0b0;
650   let Inst{20-12} = SImm9;
651   let Inst{11-10} = 0b11;
652   // Inherit Rn in 9-5
653   // Inherit Rt in 4-0
654 }
655
656 // Format for load-store register (unprivileged) instructions
657 class A64I_LSunpriv<bits<2> size, bit v, bits<2> opc,
658                     dag outs, dag ins, string asmstr,
659                     list<dag> patterns, InstrItinClass itin>
660   : A64InstRtn<outs, ins, asmstr, patterns, itin> {
661   bits<9> SImm9;
662
663
664   let Inst{31-30} = size;
665   let Inst{29-27} = 0b111;
666   let Inst{26} = v;
667   let Inst{25-24} = 0b00;
668   let Inst{23-22} = opc;
669   let Inst{21} = 0b0;
670   let Inst{20-12} = SImm9;
671   let Inst{11-10} = 0b10;
672   // Inherit Rn in 9-5
673   // Inherit Rt in 4-0
674 }
675
676 // Format for load-store (unscaled immediate) instructions.
677 class A64I_LSunalimm<bits<2> size, bit v, bits<2> opc,
678                      dag outs, dag ins, string asmstr,
679                      list<dag> patterns, InstrItinClass itin>
680   : A64InstRtn<outs, ins, asmstr, patterns, itin> {
681   bits<9> SImm9;
682
683   let Inst{31-30} = size;
684   let Inst{29-27} = 0b111;
685   let Inst{26} = v;
686   let Inst{25-24} = 0b00;
687   let Inst{23-22} = opc;
688   let Inst{21} = 0b0;
689   let Inst{20-12} = SImm9;
690   let Inst{11-10} = 0b00;
691   // Inherit Rn in 9-5
692   // Inherit Rt in 4-0
693 }
694
695
696 // Format for load-store (unsigned immediate) instructions.
697 class A64I_LSunsigimm<bits<2> size, bit v, bits<2> opc,
698                       dag outs, dag ins, string asmstr,
699                       list<dag> patterns, InstrItinClass itin>
700   : A64InstRtn<outs, ins, asmstr, patterns, itin> {
701   bits<12> UImm12;
702
703   let Inst{31-30} = size;
704   let Inst{29-27} = 0b111;
705   let Inst{26} = v;
706   let Inst{25-24} = 0b01;
707   let Inst{23-22} = opc;
708   let Inst{21-10} = UImm12;
709 }
710
711 // Format for load-store register (register offset) instructions.
712 class A64I_LSregoff<bits<2> size, bit v, bits<2> opc, bit optionlo,
713                     dag outs, dag ins, string asmstr,
714                     list<dag> patterns, InstrItinClass itin>
715   : A64InstRtn<outs, ins, asmstr, patterns, itin> {
716   bits<5> Rm;
717
718   // Complex operand selection needed for these instructions, so they
719   // need an "addr" field for encoding/decoding to be generated.
720   bits<3> Ext;
721   // OptionHi = Ext{2-1}
722   // S = Ext{0}
723
724   let Inst{31-30} = size;
725   let Inst{29-27} = 0b111;
726   let Inst{26} = v;
727   let Inst{25-24} = 0b00;
728   let Inst{23-22} = opc;
729   let Inst{21} = 0b1;
730   let Inst{20-16} = Rm;
731   let Inst{15-14} = Ext{2-1};
732   let Inst{13} = optionlo;
733   let Inst{12} = Ext{0};
734   let Inst{11-10} = 0b10;
735   // Inherits Rn in 9-5
736   // Inherits Rt in 4-0
737
738   let AddedComplexity = 50;
739 }
740
741 // Format for Load-store register pair (offset) instructions
742 class A64I_LSPoffset<bits<2> opc, bit v, bit l,
743                       dag outs, dag ins, string asmstr,
744                       list<dag> patterns, InstrItinClass itin>
745   : A64InstRtt2n<outs, ins, asmstr, patterns, itin> {
746   bits<7> SImm7;
747
748   let Inst{31-30} = opc;
749   let Inst{29-27} = 0b101;
750   let Inst{26} = v;
751   let Inst{25-23} = 0b010;
752   let Inst{22} = l;
753   let Inst{21-15} = SImm7;
754   // Inherit Rt2 in 14-10
755   // Inherit Rn in 9-5
756   // Inherit Rt in 4-0
757 }
758
759 // Format for Load-store register pair (post-indexed) instructions
760 class A64I_LSPpostind<bits<2> opc, bit v, bit l,
761                       dag outs, dag ins, string asmstr,
762                       list<dag> patterns, InstrItinClass itin>
763   : A64InstRtt2n<outs, ins, asmstr, patterns, itin> {
764   bits<7> SImm7;
765
766   let Inst{31-30} = opc;
767   let Inst{29-27} = 0b101;
768   let Inst{26} = v;
769   let Inst{25-23} = 0b001;
770   let Inst{22} = l;
771   let Inst{21-15} = SImm7;
772   // Inherit Rt2 in 14-10
773   // Inherit Rn in 9-5
774   // Inherit Rt in 4-0
775 }
776
777 // Format for Load-store register pair (pre-indexed) instructions
778 class A64I_LSPpreind<bits<2> opc, bit v, bit l,
779                       dag outs, dag ins, string asmstr,
780                       list<dag> patterns, InstrItinClass itin>
781   : A64InstRtt2n<outs, ins, asmstr, patterns, itin> {
782   bits<7> SImm7;
783
784   let Inst{31-30} = opc;
785   let Inst{29-27} = 0b101;
786   let Inst{26} = v;
787   let Inst{25-23} = 0b011;
788   let Inst{22} = l;
789   let Inst{21-15} = SImm7;
790   // Inherit Rt2 in 14-10
791   // Inherit Rn in 9-5
792   // Inherit Rt in 4-0
793 }
794
795 // Format for Load-store non-temporal register pair (offset) instructions
796 class A64I_LSPnontemp<bits<2> opc, bit v, bit l,
797                       dag outs, dag ins, string asmstr,
798                       list<dag> patterns, InstrItinClass itin>
799   : A64InstRtt2n<outs, ins, asmstr, patterns, itin> {
800   bits<7> SImm7;
801
802   let Inst{31-30} = opc;
803   let Inst{29-27} = 0b101;
804   let Inst{26} = v;
805   let Inst{25-23} = 0b000;
806   let Inst{22} = l;
807   let Inst{21-15} = SImm7;
808   // Inherit Rt2 in 14-10
809   // Inherit Rn in 9-5
810   // Inherit Rt in 4-0
811 }
812
813 // Format for Logical (immediate) instructions
814 class A64I_logicalimm<bit sf, bits<2> opc,
815                       dag outs, dag ins, string asmstr,
816                       list<dag> patterns, InstrItinClass itin>
817   : A64InstRdn<outs, ins, asmstr, patterns, itin> {
818   bit N;
819   bits<6> ImmR;
820   bits<6> ImmS;
821
822   // N, ImmR and ImmS have no separate existence in any assembly syntax (or for
823   // selection), so we'll combine them into a single field here.
824   bits<13> Imm;
825   // N = Imm{12};
826   // ImmR = Imm{11-6};
827   // ImmS = Imm{5-0};
828
829   let Inst{31} = sf;
830   let Inst{30-29} = opc;
831   let Inst{28-23} = 0b100100;
832   let Inst{22} = Imm{12};
833   let Inst{21-16} = Imm{11-6};
834   let Inst{15-10} = Imm{5-0};
835   // Rn inherited in 9-5
836   // Rd inherited in 4-0
837 }
838
839 // Format for Logical (shifted register) instructions
840 class A64I_logicalshift<bit sf, bits<2> opc, bits<2> shift, bit N,
841                         dag outs, dag ins, string asmstr,
842                         list<dag> patterns, InstrItinClass itin>
843   : A64InstRdnm<outs, ins, asmstr, patterns, itin> {
844   bits<6> Imm6;
845
846   let Inst{31} = sf;
847   let Inst{30-29} = opc;
848   let Inst{28-24} = 0b01010;
849   let Inst{23-22} = shift;
850   let Inst{21} = N;
851   // Rm inherited
852   let Inst{15-10} = Imm6;
853   // Rn inherited
854   // Rd inherited
855 }
856
857 // Format for Move wide (immediate)
858 class A64I_movw<bit sf, bits<2> opc,
859                 dag outs, dag ins, string asmstr,
860                 list<dag> patterns, InstrItinClass itin>
861   : A64InstRd<outs, ins, asmstr, patterns, itin> {
862   bits<16> UImm16;
863   bits<2> Shift; // Called "hw" officially
864
865   let Inst{31} = sf;
866   let Inst{30-29} = opc;
867   let Inst{28-23} = 0b100101;
868   let Inst{22-21} = Shift;
869   let Inst{20-5} = UImm16;
870   // Inherits Rd in 4-0
871 }
872
873 // Format for PC-relative addressing instructions, ADR and ADRP.
874 class A64I_PCADR<bit op,
875                  dag outs, dag ins, string asmstr,
876                  list<dag> patterns, InstrItinClass itin>
877   : A64InstRd<outs, ins, asmstr, patterns, itin> {
878   bits<21> Label;
879
880   let Inst{31} = op;
881   let Inst{30-29} = Label{1-0};
882   let Inst{28-24} = 0b10000;
883   let Inst{23-5} = Label{20-2};
884 }
885
886 // Format for system instructions
887 class A64I_system<bit l,
888                   dag outs, dag ins, string asmstr,
889                   list<dag> patterns, InstrItinClass itin>
890   : A64Inst<outs, ins, asmstr, patterns, itin> {
891   bits<2> Op0;
892   bits<3> Op1;
893   bits<4> CRn;
894   bits<4> CRm;
895   bits<3> Op2;
896   bits<5> Rt;
897
898   let Inst{31-22} = 0b1101010100;
899   let Inst{21} = l;
900   let Inst{20-19} = Op0;
901   let Inst{18-16} = Op1;
902   let Inst{15-12} = CRn;
903   let Inst{11-8} = CRm;
904   let Inst{7-5} = Op2;
905   let Inst{4-0} = Rt;
906
907   // These instructions can do horrible things.
908   let hasSideEffects = 1;
909 }
910
911 // Format for unconditional branch (immediate) instructions
912 class A64I_Bimm<bit op,
913                 dag outs, dag ins, string asmstr,
914                 list<dag> patterns, InstrItinClass itin>
915   : A64Inst<outs, ins, asmstr, patterns, itin> {
916   // Doubly special in not even sharing register fields with other
917   // instructions, so we create our own Rn here.
918   bits<26> Label;
919
920   let Inst{31} = op;
921   let Inst{30-26} = 0b00101;
922   let Inst{25-0} = Label;
923 }
924
925 // Format for Test & branch (immediate) instructions
926 class A64I_TBimm<bit op,
927                 dag outs, dag ins, string asmstr,
928                 list<dag> patterns, InstrItinClass itin>
929   : A64InstRt<outs, ins, asmstr, patterns, itin> {
930   // Doubly special in not even sharing register fields with other
931   // instructions, so we create our own Rn here.
932   bits<6> Imm;
933   bits<14> Label;
934
935   let Inst{31} = Imm{5};
936   let Inst{30-25} = 0b011011;
937   let Inst{24} = op;
938   let Inst{23-19} = Imm{4-0};
939   let Inst{18-5} = Label;
940   // Inherit Rt in 4-0
941 }
942
943 // Format for Unconditional branch (register) instructions, including
944 // RET.  Shares no fields with instructions further up the hierarchy
945 // so top-level.
946 class A64I_Breg<bits<4> opc, bits<5> op2, bits<6> op3, bits<5> op4,
947                 dag outs, dag ins, string asmstr,
948                 list<dag> patterns, InstrItinClass itin>
949   : A64Inst<outs, ins, asmstr, patterns, itin> {
950   // Doubly special in not even sharing register fields with other
951   // instructions, so we create our own Rn here.
952   bits<5> Rn;
953
954   let Inst{31-25} = 0b1101011;
955   let Inst{24-21} = opc;
956   let Inst{20-16} = op2;
957   let Inst{15-10} = op3;
958   let Inst{9-5}   = Rn;
959   let Inst{4-0}   = op4;
960 }
961
962
963 //===----------------------------------------------------------------------===//
964 //
965 // Neon Instruction Format Definitions.
966 //
967
968 let Predicates = [HasNEON] in {
969
970 class NeonInstAlias<string Asm, dag Result, bit Emit = 0b1>
971   : InstAlias<Asm, Result, Emit> {
972 }
973
974 // Format AdvSIMD 3 vector registers with same vector type
975 class NeonI_3VSame<bit q, bit u, bits<2> size, bits<5> opcode,
976                    dag outs, dag ins, string asmstr,
977                    list<dag> patterns, InstrItinClass itin>
978   : A64InstRdnm<outs, ins, asmstr, patterns, itin> {
979   let Inst{31} = 0b0;
980   let Inst{30} = q;
981   let Inst{29} = u;
982   let Inst{28-24} = 0b01110;
983   let Inst{23-22} = size;
984   let Inst{21} = 0b1;
985   // Inherit Rm in 20-16
986   let Inst{15-11} = opcode;
987   let Inst{10} = 0b1;
988   // Inherit Rn in 9-5
989   // Inherit Rd in 4-0
990 }
991
992 // Format AdvSIMD 3 vector registers with different vector type
993 class NeonI_3VDiff<bit q, bit u, bits<2> size, bits<4> opcode,
994                    dag outs, dag ins, string asmstr,
995                    list<dag> patterns, InstrItinClass itin>
996   : A64InstRdnm<outs, ins, asmstr, patterns, itin> {
997   let Inst{31} = 0b0;
998   let Inst{30} = q;
999   let Inst{29} = u;
1000   let Inst{28-24} = 0b01110;
1001   let Inst{23-22} = size;
1002   let Inst{21} = 0b1;
1003   // Inherit Rm in 20-16
1004   let Inst{15-12} = opcode;
1005   let Inst{11} = 0b0;
1006   let Inst{10} = 0b0;
1007   // Inherit Rn in 9-5
1008   // Inherit Rd in 4-0
1009 }
1010
1011 // Format AdvSIMD two registers and an element
1012 class NeonI_2VElem<bit q, bit u, bits<2> size, bits<4> opcode,
1013                    dag outs, dag ins, string asmstr,
1014                    list<dag> patterns, InstrItinClass itin>
1015   : A64InstRdnm<outs, ins, asmstr, patterns, itin> {
1016   let Inst{31} = 0b0;
1017   let Inst{30} = q;
1018   let Inst{29} = u;
1019   let Inst{28-24} = 0b01111;
1020   let Inst{23-22} = size;
1021   // l in Inst{21}
1022   // m in Inst{20}
1023   // Inherit Rm in 19-16
1024   let Inst{15-12} = opcode;
1025   // h in Inst{11}
1026   let Inst{10} = 0b0;
1027   // Inherit Rn in 9-5
1028   // Inherit Rd in 4-0
1029 }
1030
1031 // Format AdvSIMD 1 vector register with modified immediate
1032 class NeonI_1VModImm<bit q, bit op,
1033                      dag outs, dag ins, string asmstr,
1034                      list<dag> patterns, InstrItinClass itin>
1035   : A64InstRd<outs,ins, asmstr, patterns, itin> {
1036   bits<8> Imm;
1037   bits<4> cmode;
1038   let Inst{31} = 0b0;
1039   let Inst{30} = q;
1040   let Inst{29} = op;
1041   let Inst{28-19} = 0b0111100000;
1042   let Inst{15-12} = cmode;
1043   let Inst{11} = 0b0; // o2
1044   let Inst{10} = 1;
1045   // Inherit Rd in 4-0
1046   let Inst{18-16} = Imm{7-5}; // imm a:b:c
1047   let Inst{9-5} = Imm{4-0};   // imm d:e:f:g:h
1048 }
1049
1050 // Format AdvSIMD 3 scalar registers with same type
1051
1052 class NeonI_Scalar3Same<bit u, bits<2> size, bits<5> opcode,
1053                           dag outs, dag ins, string asmstr,
1054                           list<dag> patterns, InstrItinClass itin>
1055   : A64InstRdnm<outs, ins, asmstr, patterns, itin> {
1056   let Inst{31} = 0b0;
1057   let Inst{30} = 0b1;
1058   let Inst{29} = u;
1059   let Inst{28-24} = 0b11110;
1060   let Inst{23-22} = size;
1061   let Inst{21} = 0b1;
1062   // Inherit Rm in 20-16
1063   let Inst{15-11} = opcode;
1064   let Inst{10} = 0b1;
1065   // Inherit Rn in 9-5
1066   // Inherit Rd in 4-0
1067 }
1068
1069
1070 // Format AdvSIMD 2 vector registers miscellaneous
1071 class NeonI_2VMisc<bit q, bit u, bits<2> size, bits<5> opcode,
1072                    dag outs, dag ins, string asmstr,
1073                    list<dag> patterns, InstrItinClass itin>
1074   : A64InstRdn<outs, ins, asmstr, patterns, itin> {
1075   let Inst{31} = 0b0;
1076   let Inst{30} = q;
1077   let Inst{29} = u;
1078   let Inst{28-24} = 0b01110;
1079   let Inst{23-22} = size;
1080   let Inst{21-17} = 0b10000;
1081   let Inst{16-12} = opcode;
1082   let Inst{11-10} = 0b10;
1083
1084   // Inherit Rn in 9-5
1085   // Inherit Rd in 4-0
1086 }
1087
1088 // Format AdvSIMD 2 vector 1 immediate shift
1089 class NeonI_2VShiftImm<bit q, bit u, bits<5> opcode,
1090                        dag outs, dag ins, string asmstr,
1091                        list<dag> patterns, InstrItinClass itin>
1092   : A64InstRdn<outs, ins, asmstr, patterns, itin> {
1093   bits<7> Imm;
1094   let Inst{31} = 0b0;
1095   let Inst{30} = q;
1096   let Inst{29} = u;
1097   let Inst{28-23} = 0b011110;
1098   let Inst{22-16} = Imm;
1099   let Inst{15-11} = opcode;
1100   let Inst{10} = 0b1;
1101   
1102   // Inherit Rn in 9-5
1103   // Inherit Rd in 4-0
1104 }
1105
1106 // Format AdvSIMD duplicate and insert
1107 class NeonI_copy<bit q, bit op, bits<4> imm4,
1108                  dag outs, dag ins, string asmstr,
1109                  list<dag> patterns, InstrItinClass itin>
1110   : A64InstRdn<outs, ins, asmstr, patterns, itin> {
1111   bits<5> Imm5;
1112   let Inst{31} = 0b0;
1113   let Inst{30} = q;
1114   let Inst{29} = op;
1115   let Inst{28-21} = 0b01110000;
1116   let Inst{20-16} = Imm5;
1117   let Inst{15} = 0b0;
1118   let Inst{14-11} = imm4;
1119   let Inst{10} = 0b1;
1120   
1121   // Inherit Rn in 9-5
1122   // Inherit Rd in 4-0
1123 }
1124 // Format AdvSIMD insert from element to vector
1125 class NeonI_insert<bit q, bit op,
1126                   dag outs, dag ins, string asmstr,
1127                   list<dag> patterns, InstrItinClass itin>
1128   : A64InstRdn<outs, ins, asmstr, patterns, itin> {
1129   bits<5> Imm5;
1130   bits<4> Imm4;
1131   let Inst{31} = 0b0;
1132   let Inst{30} = q;
1133   let Inst{29} = op;
1134   let Inst{28-21} = 0b01110000;
1135   let Inst{20-16} = Imm5;
1136   let Inst{15} = 0b0;
1137   let Inst{14-11} = Imm4;
1138   let Inst{10} = 0b1;
1139   
1140   // Inherit Rn in 9-5
1141   // Inherit Rd in 4-0
1142 }
1143
1144 // Format AdvSIMD scalar pairwise
1145 class NeonI_ScalarPair<bit u, bits<2> size, bits<5> opcode,
1146                           dag outs, dag ins, string asmstr,
1147                           list<dag> patterns, InstrItinClass itin>
1148   : A64InstRdn<outs, ins, asmstr, patterns, itin> {
1149   let Inst{31} = 0b0;
1150   let Inst{30} = 0b1;
1151   let Inst{29} = u;
1152   let Inst{28-24} = 0b11110;
1153   let Inst{23-22} = size;
1154   let Inst{21-17} = 0b11000;
1155   let Inst{16-12} = opcode;
1156   let Inst{11-10} = 0b10;
1157
1158   // Inherit Rn in 9-5
1159   // Inherit Rd in 4-0
1160 }
1161
1162 // Format AdvSIMD 2 vector across lanes
1163 class NeonI_2VAcross<bit q, bit u, bits<2> size, bits<5> opcode,
1164                      dag outs, dag ins, string asmstr,
1165                      list<dag> patterns, InstrItinClass itin>
1166   : A64InstRdn<outs, ins, asmstr, patterns, itin>
1167 {
1168   let Inst{31} = 0b0;
1169   let Inst{30} = q;
1170   let Inst{29} = u;
1171   let Inst{28-24} = 0b01110;
1172   let Inst{23-22} = size;
1173   let Inst{21-17} = 0b11000;
1174   let Inst{16-12} = opcode;
1175   let Inst{11-10} = 0b10;
1176
1177   // Inherit Rn in 9-5
1178   // Inherit Rd in 4-0
1179 }
1180
1181 // Format AdvSIMD scalar two registers miscellaneous
1182 class NeonI_Scalar2SameMisc<bit u, bits<2> size, bits<5> opcode, dag outs, dag ins,
1183                             string asmstr, list<dag> patterns, InstrItinClass itin>
1184   : A64InstRdn<outs, ins, asmstr, patterns, itin> {
1185   let Inst{31} = 0b0;
1186   let Inst{30} = 0b1;
1187   let Inst{29} = u;
1188   let Inst{28-24} = 0b11110;
1189   let Inst{23-22} = size;
1190   let Inst{21-17} = 0b10000;
1191   let Inst{16-12} = opcode;
1192   let Inst{11-10} = 0b10;
1193   // Inherit Rn in 9-5
1194   // Inherit Rd in 4-0
1195 }
1196
1197 }
1198