lib/Target/Mips/Mips64InstrInfo.td

   1 //===- Mips64InstrInfo.td - Mips64 Instruction Information -*- 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 describes Mips64 instructions.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 //===----------------------------------------------------------------------===//
  15 // Mips Operand, Complex Patterns and Transformations Definitions.
  16 //===----------------------------------------------------------------------===//
  17
  18 // Unsigned Operand
  19 def uimm16_64      : Operand<i64> {
  20   let PrintMethod = "printUnsignedImm";
  21 }
  22
  23 // Transformation Function - get Imm - 32.
  24 def Subtract32 : SDNodeXForm<imm, [{
  25   return getImm(N, (unsigned)N->getZExtValue() - 32);
  26 }]>;
  27
  28 // shamt must fit in 6 bits.
  29 def immZExt6 : ImmLeaf<i32, [{return Imm == (Imm & 0x3f);}]>;
  30
  31 //===----------------------------------------------------------------------===//
  32 // Instructions specific format
  33 //===----------------------------------------------------------------------===//
  34 let usesCustomInserter = 1 in {
  35   def ATOMIC_LOAD_ADD_I64  : Atomic2Ops<atomic_load_add_64, GPR64>;
  36   def ATOMIC_LOAD_SUB_I64  : Atomic2Ops<atomic_load_sub_64, GPR64>;
  37   def ATOMIC_LOAD_AND_I64  : Atomic2Ops<atomic_load_and_64, GPR64>;
  38   def ATOMIC_LOAD_OR_I64   : Atomic2Ops<atomic_load_or_64, GPR64>;
  39   def ATOMIC_LOAD_XOR_I64  : Atomic2Ops<atomic_load_xor_64, GPR64>;
  40   def ATOMIC_LOAD_NAND_I64 : Atomic2Ops<atomic_load_nand_64, GPR64>;
  41   def ATOMIC_SWAP_I64      : Atomic2Ops<atomic_swap_64, GPR64>;
  42   def ATOMIC_CMP_SWAP_I64  : AtomicCmpSwap<atomic_cmp_swap_64, GPR64>;
  43 }
  44
  45 /// Pseudo instructions for loading and storing accumulator registers.
  46 let isPseudo = 1, isCodeGenOnly = 1 in {
  47   def LOAD_ACC128  : Load<"", ACC128>;
  48   def STORE_ACC128 : Store<"", ACC128>;
  49 }
  50
  51 //===----------------------------------------------------------------------===//
  52 // Instruction definition
  53 //===----------------------------------------------------------------------===//
  54 let DecoderNamespace = "Mips64" in {
  55 /// Arithmetic Instructions (ALU Immediate)
  56 def DADDi   : ArithLogicI<"daddi", simm16_64, GPR64Opnd>, ADDI_FM<0x18>;
  57 def DADDiu  : ArithLogicI<"daddiu", simm16_64, GPR64Opnd, II_DADDIU,
  58                           immSExt16, add>,
  59               ADDI_FM<0x19>, IsAsCheapAsAMove;
  60
  61 let isCodeGenOnly = 1 in {
  62 def SLTi64  : SetCC_I<"slti", setlt, simm16_64, immSExt16, GPR64Opnd>,
  63               SLTI_FM<0xa>;
  64 def SLTiu64 : SetCC_I<"sltiu", setult, simm16_64, immSExt16, GPR64Opnd>,
  65               SLTI_FM<0xb>;
  66 def ANDi64 : ArithLogicI<"andi", uimm16_64, GPR64Opnd, II_AND, immZExt16, and>,
  67              ADDI_FM<0xc>;
  68 def ORi64   : ArithLogicI<"ori", uimm16_64, GPR64Opnd, II_OR, immZExt16, or>,
  69               ADDI_FM<0xd>;
  70 def XORi64  : ArithLogicI<"xori", uimm16_64, GPR64Opnd, II_XOR, immZExt16, xor>,
  71               ADDI_FM<0xe>;
  72 def LUi64   : LoadUpper<"lui", GPR64Opnd, uimm16_64>, LUI_FM;
  73 }
  74
  75 /// Arithmetic Instructions (3-Operand, R-Type)
  76 def DADD   : ArithLogicR<"dadd", GPR64Opnd>, ADD_FM<0, 0x2c>;
  77 def DADDu  : ArithLogicR<"daddu", GPR64Opnd, 1, II_DADDU, add>,
  78                               ADD_FM<0, 0x2d>;
  79 def DSUBu  : ArithLogicR<"dsubu", GPR64Opnd, 0, II_DSUBU, sub>,
  80                               ADD_FM<0, 0x2f>;
  81
  82 let isCodeGenOnly = 1 in {
  83 def SLT64  : SetCC_R<"slt", setlt, GPR64Opnd>, ADD_FM<0, 0x2a>;
  84 def SLTu64 : SetCC_R<"sltu", setult, GPR64Opnd>, ADD_FM<0, 0x2b>;
  85 def AND64  : ArithLogicR<"and", GPR64Opnd, 1, II_AND, and>, ADD_FM<0, 0x24>;
  86 def OR64   : ArithLogicR<"or", GPR64Opnd, 1, II_OR, or>, ADD_FM<0, 0x25>;
  87 def XOR64  : ArithLogicR<"xor", GPR64Opnd, 1, II_XOR, xor>, ADD_FM<0, 0x26>;
  88 def NOR64  : LogicNOR<"nor", GPR64Opnd>, ADD_FM<0, 0x27>;
  89 }
  90
  91 /// Shift Instructions
  92 def DSLL   : shift_rotate_imm<"dsll", uimm6, GPR64Opnd, II_DSLL, shl, immZExt6>,
  93              SRA_FM<0x38, 0>;
  94 def DSRL   : shift_rotate_imm<"dsrl", uimm6, GPR64Opnd, II_DSRL, srl, immZExt6>,
  95              SRA_FM<0x3a, 0>;
  96 def DSRA   : shift_rotate_imm<"dsra", uimm6, GPR64Opnd, II_DSRA, sra, immZExt6>,
  97              SRA_FM<0x3b, 0>;
  98 def DSLLV  : shift_rotate_reg<"dsllv", GPR64Opnd, II_DSLLV, shl>,
  99              SRLV_FM<0x14, 0>;
 100 def DSRLV  : shift_rotate_reg<"dsrlv", GPR64Opnd, II_DSRLV, srl>,
 101              SRLV_FM<0x16, 0>;
 102 def DSRAV  : shift_rotate_reg<"dsrav", GPR64Opnd, II_DSRAV, sra>,
 103              SRLV_FM<0x17, 0>;
 104 def DSLL32 : shift_rotate_imm<"dsll32", uimm5, GPR64Opnd, II_DSLL32>,
 105              SRA_FM<0x3c, 0>;
 106 def DSRL32 : shift_rotate_imm<"dsrl32", uimm5, GPR64Opnd, II_DSRL32>,
 107              SRA_FM<0x3e, 0>;
 108 def DSRA32 : shift_rotate_imm<"dsra32", uimm5, GPR64Opnd, II_DSRA32>,
 109              SRA_FM<0x3f, 0>;
 110
 111 // Rotate Instructions
 112 let Predicates = [HasMips64r2, HasStdEnc] in {
 113   def DROTR  : shift_rotate_imm<"drotr", uimm6, GPR64Opnd, II_DROTR, rotr,
 114                                 immZExt6>, SRA_FM<0x3a, 1>;
 115   def DROTRV : shift_rotate_reg<"drotrv", GPR64Opnd, II_DROTRV, rotr>,
 116                SRLV_FM<0x16, 1>;
 117   def DROTR32 : shift_rotate_imm<"drotr32", uimm5, GPR64Opnd, II_DROTR32>,
 118                 SRA_FM<0x3e, 1>;
 119 }
 120
 121 /// Load and Store Instructions
 122 ///  aligned
 123 let isCodeGenOnly = 1 in {
 124 def LB64  : Load<"lb", GPR64Opnd, sextloadi8, IILoad>, LW_FM<0x20>;
 125 def LBu64 : Load<"lbu", GPR64Opnd, zextloadi8, IILoad>, LW_FM<0x24>;
 126 def LH64  : Load<"lh", GPR64Opnd, sextloadi16, IILoad>, LW_FM<0x21>;
 127 def LHu64 : Load<"lhu", GPR64Opnd, zextloadi16, IILoad>, LW_FM<0x25>;
 128 def LW64  : Load<"lw", GPR64Opnd, sextloadi32, IILoad>, LW_FM<0x23>;
 129 def SB64  : Store<"sb", GPR64Opnd, truncstorei8, IIStore>, LW_FM<0x28>;
 130 def SH64  : Store<"sh", GPR64Opnd, truncstorei16, IIStore>, LW_FM<0x29>;
 131 def SW64  : Store<"sw", GPR64Opnd, truncstorei32, IIStore>, LW_FM<0x2b>;
 132 }
 133
 134 def LWu   : Load<"lwu", GPR64Opnd, zextloadi32, IILoad>, LW_FM<0x27>;
 135 def LD    : Load<"ld", GPR64Opnd, load, IILoad>, LW_FM<0x37>;
 136 def SD    : Store<"sd", GPR64Opnd, store, IIStore>, LW_FM<0x3f>;
 137
 138 /// load/store left/right
 139 let isCodeGenOnly = 1 in {
 140 def LWL64 : LoadLeftRight<"lwl", MipsLWL, GPR64Opnd, IILoad>, LW_FM<0x22>;
 141 def LWR64 : LoadLeftRight<"lwr", MipsLWR, GPR64Opnd, IILoad>, LW_FM<0x26>;
 142 def SWL64 : StoreLeftRight<"swl", MipsSWL, GPR64Opnd, IIStore>, LW_FM<0x2a>;
 143 def SWR64 : StoreLeftRight<"swr", MipsSWR, GPR64Opnd, IIStore>, LW_FM<0x2e>;
 144 }
 145
 146 def LDL   : LoadLeftRight<"ldl", MipsLDL, GPR64Opnd, IILoad>, LW_FM<0x1a>;
 147 def LDR   : LoadLeftRight<"ldr", MipsLDR, GPR64Opnd, IILoad>, LW_FM<0x1b>;
 148 def SDL   : StoreLeftRight<"sdl", MipsSDL, GPR64Opnd, IIStore>, LW_FM<0x2c>;
 149 def SDR   : StoreLeftRight<"sdr", MipsSDR, GPR64Opnd, IIStore>, LW_FM<0x2d>;
 150
 151 /// Load-linked, Store-conditional
 152 def LLD : LLBase<"lld", GPR64Opnd>, LW_FM<0x34>;
 153 def SCD : SCBase<"scd", GPR64Opnd>, LW_FM<0x3c>;
 154
 155 /// Jump and Branch Instructions
 156 let isCodeGenOnly = 1 in {
 157 def JR64   : IndirectBranch<"jr", GPR64Opnd>, MTLO_FM<8>;
 158 def BEQ64  : CBranch<"beq", brtarget, seteq, GPR64Opnd>, BEQ_FM<4>;
 159 def BNE64  : CBranch<"bne", brtarget, setne, GPR64Opnd>, BEQ_FM<5>;
 160 def BGEZ64 : CBranchZero<"bgez", brtarget, setge, GPR64Opnd>, BGEZ_FM<1, 1>;
 161 def BGTZ64 : CBranchZero<"bgtz", brtarget, setgt, GPR64Opnd>, BGEZ_FM<7, 0>;
 162 def BLEZ64 : CBranchZero<"blez", brtarget, setle, GPR64Opnd>, BGEZ_FM<6, 0>;
 163 def BLTZ64 : CBranchZero<"bltz", brtarget, setlt, GPR64Opnd>, BGEZ_FM<1, 0>;
 164 def JALR64 : JumpLinkReg<"jalr", GPR64Opnd>, JALR_FM;
 165 def JALR64Pseudo : JumpLinkRegPseudo<GPR64Opnd, JALR, RA, GPR32Opnd>;
 166 def TAILCALL64_R : TailCallReg<GPR64Opnd, JR, GPR32Opnd>;
 167 }
 168
 169 /// Multiply and Divide Instructions.
 170 def DMULT  : Mult<"dmult", II_DMULT, GPR64Opnd, [HI0_64, LO0_64]>,
 171              MULT_FM<0, 0x1c>;
 172 def DMULTu : Mult<"dmultu", II_DMULTU, GPR64Opnd, [HI0_64, LO0_64]>,
 173              MULT_FM<0, 0x1d>;
 174 def PseudoDMULT  : MultDivPseudo<DMULT, ACC128, GPR64Opnd, MipsMult,
 175                                  II_DMULT>;
 176 def PseudoDMULTu : MultDivPseudo<DMULTu, ACC128, GPR64Opnd, MipsMultu,
 177                                  II_DMULTU>;
 178 def DSDIV : Div<"ddiv", IIIdiv, GPR64Opnd, [HI0_64, LO0_64]>, MULT_FM<0, 0x1e>;
 179 def DUDIV : Div<"ddivu", IIIdiv, GPR64Opnd, [HI0_64, LO0_64]>, MULT_FM<0, 0x1f>;
 180 def PseudoDSDIV : MultDivPseudo<DSDIV, ACC128, GPR64Opnd, MipsDivRem,
 181                                 IIIdiv, 0, 1, 1>;
 182 def PseudoDUDIV : MultDivPseudo<DUDIV, ACC128, GPR64Opnd, MipsDivRemU,
 183                                 IIIdiv, 0, 1, 1>;
 184
 185 let isCodeGenOnly = 1 in {
 186 def MTHI64 : MoveToLOHI<"mthi", GPR64Opnd, [HI0_64]>, MTLO_FM<0x11>;
 187 def MTLO64 : MoveToLOHI<"mtlo", GPR64Opnd, [LO0_64]>, MTLO_FM<0x13>;
 188 def MFHI64 : MoveFromLOHI<"mfhi", GPR64Opnd, AC0_64>, MFLO_FM<0x10>;
 189 def MFLO64 : MoveFromLOHI<"mflo", GPR64Opnd, AC0_64>, MFLO_FM<0x12>;
 190 def PseudoMFHI64 : PseudoMFLOHI<GPR64, ACC128, MipsMFHI>;
 191 def PseudoMFLO64 : PseudoMFLOHI<GPR64, ACC128, MipsMFLO>;
 192 def PseudoMTLOHI64 : PseudoMTLOHI<ACC128, GPR64>;
 193
 194 /// Sign Ext In Register Instructions.
 195 def SEB64 : SignExtInReg<"seb", i8, GPR64Opnd, II_SEB>, SEB_FM<0x10, 0x20>;
 196 def SEH64 : SignExtInReg<"seh", i16, GPR64Opnd, II_SEH>, SEB_FM<0x18, 0x20>;
 197 }
 198
 199 /// Count Leading
 200 def DCLZ : CountLeading0<"dclz", GPR64Opnd>, CLO_FM<0x24>;
 201 def DCLO : CountLeading1<"dclo", GPR64Opnd>, CLO_FM<0x25>;
 202
 203 /// Double Word Swap Bytes/HalfWords
 204 def DSBH : SubwordSwap<"dsbh", GPR64Opnd>, SEB_FM<2, 0x24>;
 205 def DSHD : SubwordSwap<"dshd", GPR64Opnd>, SEB_FM<5, 0x24>;
 206
 207 def LEA_ADDiu64 : EffectiveAddress<"daddiu", GPR64Opnd>, LW_FM<0x19>;
 208
 209 let isCodeGenOnly = 1 in
 210 def RDHWR64 : ReadHardware<GPR64Opnd, HWRegsOpnd>, RDHWR_FM;
 211
 212 def DEXT : ExtBase<"dext", GPR64Opnd, uimm6, MipsExt>, EXT_FM<3>;
 213 def DEXTU : ExtBase<"dextu", GPR64Opnd, uimm6>, EXT_FM<2>;
 214 def DEXTM : ExtBase<"dextm", GPR64Opnd, uimm5>, EXT_FM<1>;
 215
 216 def DINS : InsBase<"dins", GPR64Opnd, uimm6, MipsIns>, EXT_FM<7>;
 217 def DINSU : InsBase<"dinsu", GPR64Opnd, uimm6>, EXT_FM<6>;
 218 def DINSM : InsBase<"dinsm", GPR64Opnd, uimm5>, EXT_FM<5>;
 219
 220 let isCodeGenOnly = 1, rs = 0, shamt = 0 in {
 221   def DSLL64_32 : FR<0x00, 0x3c, (outs GPR64:$rd), (ins GPR32:$rt),
 222                      "dsll\t$rd, $rt, 32", [], II_DSLL>;
 223   def SLL64_32 : FR<0x0, 0x00, (outs GPR64:$rd), (ins GPR32:$rt),
 224                     "sll\t$rd, $rt, 0", [], II_SLL>;
 225   def SLL64_64 : FR<0x0, 0x00, (outs GPR64:$rd), (ins GPR64:$rt),
 226                     "sll\t$rd, $rt, 0", [], II_SLL>;
 227 }
 228 }
 229 //===----------------------------------------------------------------------===//
 230 //  Arbitrary patterns that map to one or more instructions
 231 //===----------------------------------------------------------------------===//
 232
 233 // extended loads
 234 let Predicates = [HasStdEnc] in {
 235   def : MipsPat<(i64 (extloadi1  addr:$src)), (LB64 addr:$src)>;
 236   def : MipsPat<(i64 (extloadi8  addr:$src)), (LB64 addr:$src)>;
 237   def : MipsPat<(i64 (extloadi16 addr:$src)), (LH64 addr:$src)>;
 238   def : MipsPat<(i64 (extloadi32 addr:$src)), (LW64 addr:$src)>;
 239 }
 240
 241 // hi/lo relocs
 242 def : MipsPat<(MipsHi tglobaladdr:$in), (LUi64 tglobaladdr:$in)>;
 243 def : MipsPat<(MipsHi tblockaddress:$in), (LUi64 tblockaddress:$in)>;
 244 def : MipsPat<(MipsHi tjumptable:$in), (LUi64 tjumptable:$in)>;
 245 def : MipsPat<(MipsHi tconstpool:$in), (LUi64 tconstpool:$in)>;
 246 def : MipsPat<(MipsHi tglobaltlsaddr:$in), (LUi64 tglobaltlsaddr:$in)>;
 247 def : MipsPat<(MipsHi texternalsym:$in), (LUi64 texternalsym:$in)>;
 248
 249 def : MipsPat<(MipsLo tglobaladdr:$in), (DADDiu ZERO_64, tglobaladdr:$in)>;
 250 def : MipsPat<(MipsLo tblockaddress:$in), (DADDiu ZERO_64, tblockaddress:$in)>;
 251 def : MipsPat<(MipsLo tjumptable:$in), (DADDiu ZERO_64, tjumptable:$in)>;
 252 def : MipsPat<(MipsLo tconstpool:$in), (DADDiu ZERO_64, tconstpool:$in)>;
 253 def : MipsPat<(MipsLo tglobaltlsaddr:$in),
 254               (DADDiu ZERO_64, tglobaltlsaddr:$in)>;
 255 def : MipsPat<(MipsLo texternalsym:$in), (DADDiu ZERO_64, texternalsym:$in)>;
 256
 257 def : MipsPat<(add GPR64:$hi, (MipsLo tglobaladdr:$lo)),
 258               (DADDiu GPR64:$hi, tglobaladdr:$lo)>;
 259 def : MipsPat<(add GPR64:$hi, (MipsLo tblockaddress:$lo)),
 260               (DADDiu GPR64:$hi, tblockaddress:$lo)>;
 261 def : MipsPat<(add GPR64:$hi, (MipsLo tjumptable:$lo)),
 262               (DADDiu GPR64:$hi, tjumptable:$lo)>;
 263 def : MipsPat<(add GPR64:$hi, (MipsLo tconstpool:$lo)),
 264               (DADDiu GPR64:$hi, tconstpool:$lo)>;
 265 def : MipsPat<(add GPR64:$hi, (MipsLo tglobaltlsaddr:$lo)),
 266               (DADDiu GPR64:$hi, tglobaltlsaddr:$lo)>;
 267
 268 def : WrapperPat<tglobaladdr, DADDiu, GPR64>;
 269 def : WrapperPat<tconstpool, DADDiu, GPR64>;
 270 def : WrapperPat<texternalsym, DADDiu, GPR64>;
 271 def : WrapperPat<tblockaddress, DADDiu, GPR64>;
 272 def : WrapperPat<tjumptable, DADDiu, GPR64>;
 273 def : WrapperPat<tglobaltlsaddr, DADDiu, GPR64>;
 274
 275 defm : BrcondPats<GPR64, BEQ64, BNE64, SLT64, SLTu64, SLTi64, SLTiu64,
 276                   ZERO_64>;
 277
 278 def : MipsPat<(brcond (i32 (setlt i64:$lhs, 1)), bb:$dst),
 279               (BLEZ64 i64:$lhs, bb:$dst)>;
 280 def : MipsPat<(brcond (i32 (setgt i64:$lhs, -1)), bb:$dst),
 281               (BGEZ64 i64:$lhs, bb:$dst)>;
 282
 283 // setcc patterns
 284 defm : SeteqPats<GPR64, SLTiu64, XOR64, SLTu64, ZERO_64>;
 285 defm : SetlePats<GPR64, SLT64, SLTu64>;
 286 defm : SetgtPats<GPR64, SLT64, SLTu64>;
 287 defm : SetgePats<GPR64, SLT64, SLTu64>;
 288 defm : SetgeImmPats<GPR64, SLTi64, SLTiu64>;
 289
 290 // truncate
 291 def : MipsPat<(i32 (trunc GPR64:$src)),
 292               (SLL (EXTRACT_SUBREG GPR64:$src, sub_32), 0)>,
 293       Requires<[HasStdEnc]>;
 294
 295 // 32-to-64-bit extension
 296 def : MipsPat<(i64 (anyext GPR32:$src)), (SLL64_32 GPR32:$src)>;
 297 def : MipsPat<(i64 (zext GPR32:$src)), (DSRL (DSLL64_32 GPR32:$src), 32)>;
 298 def : MipsPat<(i64 (sext GPR32:$src)), (SLL64_32 GPR32:$src)>;
 299
 300 // Sign extend in register
 301 def : MipsPat<(i64 (sext_inreg GPR64:$src, i32)),
 302               (SLL64_64 GPR64:$src)>;
 303
 304 // bswap MipsPattern
 305 def : MipsPat<(bswap GPR64:$rt), (DSHD (DSBH GPR64:$rt))>;
 306
 307 //===----------------------------------------------------------------------===//
 308 // Instruction aliases
 309 //===----------------------------------------------------------------------===//
 310 def : InstAlias<"move $dst, $src",
 311                 (DADDu GPR64Opnd:$dst,  GPR64Opnd:$src, ZERO_64), 1>,
 312       Requires<[HasMips64]>;
 313 def : InstAlias<"daddu $rs, $rt, $imm",
 314                 (DADDiu GPR64Opnd:$rs, GPR64Opnd:$rt, simm16_64:$imm),
 315                 0>;
 316 def : InstAlias<"dadd $rs, $rt, $imm",
 317                 (DADDi GPR64Opnd:$rs, GPR64Opnd:$rt, simm16_64:$imm),
 318                 0>;
 319
 320 /// Move between CPU and coprocessor registers
 321 let DecoderNamespace = "Mips64", Predicates = [HasMips64] in {
 322 def DMFC0 : MFC3OP<"dmfc0", GPR64Opnd>, MFC3OP_FM<0x10, 1>;
 323 def DMTC0 : MFC3OP<"dmtc0", GPR64Opnd>, MFC3OP_FM<0x10, 5>;
 324 def DMFC2 : MFC3OP<"dmfc2", GPR64Opnd>, MFC3OP_FM<0x12, 1>;
 325 def DMTC2 : MFC3OP<"dmtc2", GPR64Opnd>, MFC3OP_FM<0x12, 5>;
 326 }
 327
 328 // Two operand (implicit 0 selector) versions:
 329 def : InstAlias<"dmfc0 $rt, $rd", (DMFC0 GPR64Opnd:$rt, GPR64Opnd:$rd, 0), 0>;
 330 def : InstAlias<"dmtc0 $rt, $rd", (DMTC0 GPR64Opnd:$rt, GPR64Opnd:$rd, 0), 0>;
 331 def : InstAlias<"dmfc2 $rt, $rd", (DMFC2 GPR64Opnd:$rt, GPR64Opnd:$rd, 0), 0>;
 332 def : InstAlias<"dmtc2 $rt, $rd", (DMTC2 GPR64Opnd:$rt, GPR64Opnd:$rd, 0), 0>;
 333