[mips] Refactor shift instructions with register operands. Separate encoding
[oota-llvm.git] / lib / Target / Mips / MipsInstrInfo.td
1 //===- MipsInstrInfo.td - Target Description for Mips Target -*- 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 contains the Mips implementation of the TargetInstrInfo class.
11 //
12 //===----------------------------------------------------------------------===//
13
14
15 //===----------------------------------------------------------------------===//
16 // Mips profiles and nodes
17 //===----------------------------------------------------------------------===//
18
19 def SDT_MipsJmpLink      : SDTypeProfile<0, 1, [SDTCisVT<0, iPTR>]>;
20 def SDT_MipsCMov         : SDTypeProfile<1, 4, [SDTCisSameAs<0, 1>,
21                                                 SDTCisSameAs<1, 2>,
22                                                 SDTCisSameAs<3, 4>,
23                                                 SDTCisInt<4>]>;
24 def SDT_MipsCallSeqStart : SDCallSeqStart<[SDTCisVT<0, i32>]>;
25 def SDT_MipsCallSeqEnd   : SDCallSeqEnd<[SDTCisVT<0, i32>, SDTCisVT<1, i32>]>;
26 def SDT_MipsMAddMSub     : SDTypeProfile<0, 4,
27                                          [SDTCisVT<0, i32>, SDTCisSameAs<0, 1>,
28                                           SDTCisSameAs<1, 2>,
29                                           SDTCisSameAs<2, 3>]>;
30 def SDT_MipsDivRem       : SDTypeProfile<0, 2,
31                                          [SDTCisInt<0>,
32                                           SDTCisSameAs<0, 1>]>;
33
34 def SDT_MipsThreadPointer : SDTypeProfile<1, 0, [SDTCisPtrTy<0>]>;
35
36 def SDT_Sync             : SDTypeProfile<0, 1, [SDTCisVT<0, i32>]>;
37
38 def SDT_Ext : SDTypeProfile<1, 3, [SDTCisInt<0>, SDTCisSameAs<0, 1>,
39                                    SDTCisVT<2, i32>, SDTCisSameAs<2, 3>]>;
40 def SDT_Ins : SDTypeProfile<1, 4, [SDTCisInt<0>, SDTCisSameAs<0, 1>,
41                                    SDTCisVT<2, i32>, SDTCisSameAs<2, 3>,
42                                    SDTCisSameAs<0, 4>]>;
43
44 def SDTMipsLoadLR  : SDTypeProfile<1, 2,
45                                    [SDTCisInt<0>, SDTCisPtrTy<1>,
46                                     SDTCisSameAs<0, 2>]>;
47
48 // Call
49 def MipsJmpLink : SDNode<"MipsISD::JmpLink",SDT_MipsJmpLink,
50                          [SDNPHasChain, SDNPOutGlue, SDNPOptInGlue,
51                           SDNPVariadic]>;
52
53 // Tail call
54 def MipsTailCall : SDNode<"MipsISD::TailCall", SDT_MipsJmpLink,
55                           [SDNPHasChain, SDNPOptInGlue, SDNPVariadic]>;
56
57 // Hi and Lo nodes are used to handle global addresses. Used on
58 // MipsISelLowering to lower stuff like GlobalAddress, ExternalSymbol
59 // static model. (nothing to do with Mips Registers Hi and Lo)
60 def MipsHi    : SDNode<"MipsISD::Hi", SDTIntUnaryOp>;
61 def MipsLo    : SDNode<"MipsISD::Lo", SDTIntUnaryOp>;
62 def MipsGPRel : SDNode<"MipsISD::GPRel", SDTIntUnaryOp>;
63
64 // TlsGd node is used to handle General Dynamic TLS
65 def MipsTlsGd : SDNode<"MipsISD::TlsGd", SDTIntUnaryOp>;
66
67 // TprelHi and TprelLo nodes are used to handle Local Exec TLS
68 def MipsTprelHi    : SDNode<"MipsISD::TprelHi", SDTIntUnaryOp>;
69 def MipsTprelLo    : SDNode<"MipsISD::TprelLo", SDTIntUnaryOp>;
70
71 // Thread pointer
72 def MipsThreadPointer: SDNode<"MipsISD::ThreadPointer", SDT_MipsThreadPointer>;
73
74 // Return
75 def MipsRet : SDNode<"MipsISD::Ret", SDTNone, [SDNPHasChain, SDNPOptInGlue]>;
76
77 // These are target-independent nodes, but have target-specific formats.
78 def callseq_start : SDNode<"ISD::CALLSEQ_START", SDT_MipsCallSeqStart,
79                            [SDNPHasChain, SDNPSideEffect, SDNPOutGlue]>;
80 def callseq_end   : SDNode<"ISD::CALLSEQ_END", SDT_MipsCallSeqEnd,
81                            [SDNPHasChain, SDNPSideEffect,
82                             SDNPOptInGlue, SDNPOutGlue]>;
83
84 // MAdd*/MSub* nodes
85 def MipsMAdd      : SDNode<"MipsISD::MAdd", SDT_MipsMAddMSub,
86                            [SDNPOptInGlue, SDNPOutGlue]>;
87 def MipsMAddu     : SDNode<"MipsISD::MAddu", SDT_MipsMAddMSub,
88                            [SDNPOptInGlue, SDNPOutGlue]>;
89 def MipsMSub      : SDNode<"MipsISD::MSub", SDT_MipsMAddMSub,
90                            [SDNPOptInGlue, SDNPOutGlue]>;
91 def MipsMSubu     : SDNode<"MipsISD::MSubu", SDT_MipsMAddMSub,
92                            [SDNPOptInGlue, SDNPOutGlue]>;
93
94 // DivRem(u) nodes
95 def MipsDivRem    : SDNode<"MipsISD::DivRem", SDT_MipsDivRem,
96                            [SDNPOutGlue]>;
97 def MipsDivRemU   : SDNode<"MipsISD::DivRemU", SDT_MipsDivRem,
98                            [SDNPOutGlue]>;
99
100 // Target constant nodes that are not part of any isel patterns and remain
101 // unchanged can cause instructions with illegal operands to be emitted.
102 // Wrapper node patterns give the instruction selector a chance to replace
103 // target constant nodes that would otherwise remain unchanged with ADDiu
104 // nodes. Without these wrapper node patterns, the following conditional move
105 // instrucion is emitted when function cmov2 in test/CodeGen/Mips/cmov.ll is
106 // compiled:
107 //  movn  %got(d)($gp), %got(c)($gp), $4
108 // This instruction is illegal since movn can take only register operands.
109
110 def MipsWrapper    : SDNode<"MipsISD::Wrapper", SDTIntBinOp>;
111
112 def MipsSync : SDNode<"MipsISD::Sync", SDT_Sync, [SDNPHasChain,SDNPSideEffect]>;
113
114 def MipsExt :  SDNode<"MipsISD::Ext", SDT_Ext>;
115 def MipsIns :  SDNode<"MipsISD::Ins", SDT_Ins>;
116
117 def MipsLWL : SDNode<"MipsISD::LWL", SDTMipsLoadLR,
118                      [SDNPHasChain, SDNPMayLoad, SDNPMemOperand]>;
119 def MipsLWR : SDNode<"MipsISD::LWR", SDTMipsLoadLR,
120                      [SDNPHasChain, SDNPMayLoad, SDNPMemOperand]>;
121 def MipsSWL : SDNode<"MipsISD::SWL", SDTStore,
122                      [SDNPHasChain, SDNPMayStore, SDNPMemOperand]>;
123 def MipsSWR : SDNode<"MipsISD::SWR", SDTStore,
124                      [SDNPHasChain, SDNPMayStore, SDNPMemOperand]>;
125 def MipsLDL : SDNode<"MipsISD::LDL", SDTMipsLoadLR,
126                      [SDNPHasChain, SDNPMayLoad, SDNPMemOperand]>;
127 def MipsLDR : SDNode<"MipsISD::LDR", SDTMipsLoadLR,
128                      [SDNPHasChain, SDNPMayLoad, SDNPMemOperand]>;
129 def MipsSDL : SDNode<"MipsISD::SDL", SDTStore,
130                      [SDNPHasChain, SDNPMayStore, SDNPMemOperand]>;
131 def MipsSDR : SDNode<"MipsISD::SDR", SDTStore,
132                      [SDNPHasChain, SDNPMayStore, SDNPMemOperand]>;
133
134 //===----------------------------------------------------------------------===//
135 // Mips Instruction Predicate Definitions.
136 //===----------------------------------------------------------------------===//
137 def HasSEInReg  :     Predicate<"Subtarget.hasSEInReg()">,
138                       AssemblerPredicate<"FeatureSEInReg">;
139 def HasBitCount :     Predicate<"Subtarget.hasBitCount()">,
140                       AssemblerPredicate<"FeatureBitCount">;
141 def HasSwap     :     Predicate<"Subtarget.hasSwap()">,
142                       AssemblerPredicate<"FeatureSwap">;
143 def HasCondMov  :     Predicate<"Subtarget.hasCondMov()">,
144                       AssemblerPredicate<"FeatureCondMov">;
145 def HasFPIdx    :     Predicate<"Subtarget.hasFPIdx()">,
146                       AssemblerPredicate<"FeatureFPIdx">;
147 def HasMips32    :    Predicate<"Subtarget.hasMips32()">,
148                       AssemblerPredicate<"FeatureMips32">;
149 def HasMips32r2  :    Predicate<"Subtarget.hasMips32r2()">,
150                       AssemblerPredicate<"FeatureMips32r2">;
151 def HasMips64    :    Predicate<"Subtarget.hasMips64()">,
152                       AssemblerPredicate<"FeatureMips64">;
153 def NotMips64    :    Predicate<"!Subtarget.hasMips64()">,
154                       AssemblerPredicate<"!FeatureMips64">;
155 def HasMips64r2  :    Predicate<"Subtarget.hasMips64r2()">,
156                       AssemblerPredicate<"FeatureMips64r2">;
157 def IsN64       :     Predicate<"Subtarget.isABI_N64()">,
158                       AssemblerPredicate<"FeatureN64">;
159 def NotN64      :     Predicate<"!Subtarget.isABI_N64()">,
160                       AssemblerPredicate<"!FeatureN64">;
161 def InMips16Mode :    Predicate<"Subtarget.inMips16Mode()">,
162                       AssemblerPredicate<"FeatureMips16">;
163 def RelocStatic :     Predicate<"TM.getRelocationModel() == Reloc::Static">,
164                       AssemblerPredicate<"FeatureMips32">;
165 def RelocPIC    :     Predicate<"TM.getRelocationModel() == Reloc::PIC_">,
166                       AssemblerPredicate<"FeatureMips32">;
167 def NoNaNsFPMath :    Predicate<"TM.Options.NoNaNsFPMath">,
168                       AssemblerPredicate<"FeatureMips32">;
169 def HasStdEnc :       Predicate<"Subtarget.hasStandardEncoding()">,
170                       AssemblerPredicate<"!FeatureMips16">;
171
172 class MipsPat<dag pattern, dag result> : Pat<pattern, result> {
173   let Predicates = [HasStdEnc];
174 }
175
176 class IsCommutable {
177   bit isCommutable = 1;
178 }
179
180 class IsBranch {
181   bit isBranch = 1;
182 }
183
184 class IsReturn {
185   bit isReturn = 1;
186 }
187
188 class IsCall {
189   bit isCall = 1;
190 }
191
192 class IsTailCall {
193   bit isCall = 1;
194   bit isTerminator = 1;
195   bit isReturn = 1;
196   bit isBarrier = 1;
197   bit hasExtraSrcRegAllocReq = 1;
198   bit isCodeGenOnly = 1;
199 }
200
201 class IsAsCheapAsAMove {
202   bit isAsCheapAsAMove = 1;
203 }
204
205 class NeverHasSideEffects {
206   bit neverHasSideEffects = 1;
207 }
208
209 //===----------------------------------------------------------------------===//
210 // Instruction format superclass
211 //===----------------------------------------------------------------------===//
212
213 include "MipsInstrFormats.td"
214
215 //===----------------------------------------------------------------------===//
216 // Mips Operand, Complex Patterns and Transformations Definitions.
217 //===----------------------------------------------------------------------===//
218
219 // Instruction operand types
220 def jmptarget   : Operand<OtherVT> {
221   let EncoderMethod = "getJumpTargetOpValue";
222 }
223 def brtarget    : Operand<OtherVT> {
224   let EncoderMethod = "getBranchTargetOpValue";
225   let OperandType = "OPERAND_PCREL";
226   let DecoderMethod = "DecodeBranchTarget";
227 }
228 def calltarget  : Operand<iPTR> {
229   let EncoderMethod = "getJumpTargetOpValue";
230 }
231 def calltarget64: Operand<i64>;
232 def simm16      : Operand<i32> {
233   let DecoderMethod= "DecodeSimm16";
234 }
235 def simm16_64   : Operand<i64>;
236 def shamt       : Operand<i32>;
237
238 // Unsigned Operand
239 def uimm16      : Operand<i32> {
240   let PrintMethod = "printUnsignedImm";
241 }
242
243 def MipsMemAsmOperand : AsmOperandClass {
244   let Name = "Mem";
245   let ParserMethod = "parseMemOperand";
246 }
247
248 // Address operand
249 def mem : Operand<i32> {
250   let PrintMethod = "printMemOperand";
251   let MIOperandInfo = (ops CPURegs, simm16);
252   let EncoderMethod = "getMemEncoding";
253   let ParserMatchClass = MipsMemAsmOperand;
254 }
255
256 def mem64 : Operand<i64> {
257   let PrintMethod = "printMemOperand";
258   let MIOperandInfo = (ops CPU64Regs, simm16_64);
259   let EncoderMethod = "getMemEncoding";
260   let ParserMatchClass = MipsMemAsmOperand;
261 }
262
263 def mem_ea : Operand<i32> {
264   let PrintMethod = "printMemOperandEA";
265   let MIOperandInfo = (ops CPURegs, simm16);
266   let EncoderMethod = "getMemEncoding";
267 }
268
269 def mem_ea_64 : Operand<i64> {
270   let PrintMethod = "printMemOperandEA";
271   let MIOperandInfo = (ops CPU64Regs, simm16_64);
272   let EncoderMethod = "getMemEncoding";
273 }
274
275 // size operand of ext instruction
276 def size_ext : Operand<i32> {
277   let EncoderMethod = "getSizeExtEncoding";
278   let DecoderMethod = "DecodeExtSize";
279 }
280
281 // size operand of ins instruction
282 def size_ins : Operand<i32> {
283   let EncoderMethod = "getSizeInsEncoding";
284   let DecoderMethod = "DecodeInsSize";
285 }
286
287 // Transformation Function - get the lower 16 bits.
288 def LO16 : SDNodeXForm<imm, [{
289   return getImm(N, N->getZExtValue() & 0xFFFF);
290 }]>;
291
292 // Transformation Function - get the higher 16 bits.
293 def HI16 : SDNodeXForm<imm, [{
294   return getImm(N, (N->getZExtValue() >> 16) & 0xFFFF);
295 }]>;
296
297 // Node immediate fits as 16-bit sign extended on target immediate.
298 // e.g. addi, andi
299 def immSExt16  : PatLeaf<(imm), [{ return isInt<16>(N->getSExtValue()); }]>;
300
301 // Node immediate fits as 16-bit zero extended on target immediate.
302 // The LO16 param means that only the lower 16 bits of the node
303 // immediate are caught.
304 // e.g. addiu, sltiu
305 def immZExt16  : PatLeaf<(imm), [{
306   if (N->getValueType(0) == MVT::i32)
307     return (uint32_t)N->getZExtValue() == (unsigned short)N->getZExtValue();
308   else
309     return (uint64_t)N->getZExtValue() == (unsigned short)N->getZExtValue();
310 }], LO16>;
311
312 // Immediate can be loaded with LUi (32-bit int with lower 16-bit cleared).
313 def immLow16Zero : PatLeaf<(imm), [{
314   int64_t Val = N->getSExtValue();
315   return isInt<32>(Val) && !(Val & 0xffff);
316 }]>;
317
318 // shamt field must fit in 5 bits.
319 def immZExt5 : ImmLeaf<i32, [{return Imm == (Imm & 0x1f);}]>;
320
321 // Mips Address Mode! SDNode frameindex could possibily be a match
322 // since load and store instructions from stack used it.
323 def addr :
324   ComplexPattern<iPTR, 2, "SelectAddr", [frameindex], [SDNPWantParent]>;
325
326 //===----------------------------------------------------------------------===//
327 // Instructions specific format
328 //===----------------------------------------------------------------------===//
329
330 /// Move Control Registers From/To CPU Registers
331 def MFC0_3OP  : MFC3OP<0x10, 0, (outs CPURegs:$rt),
332                        (ins CPURegs:$rd, uimm16:$sel),"mfc0\t$rt, $rd, $sel">;
333 def : InstAlias<"mfc0 $rt, $rd", (MFC0_3OP CPURegs:$rt, CPURegs:$rd, 0)>;
334
335 def MTC0_3OP  : MFC3OP<0x10, 4, (outs CPURegs:$rd, uimm16:$sel),
336                        (ins CPURegs:$rt),"mtc0\t$rt, $rd, $sel">;
337 def : InstAlias<"mtc0 $rt, $rd", (MTC0_3OP CPURegs:$rd, 0, CPURegs:$rt)>;
338
339 def MFC2_3OP  : MFC3OP<0x12, 0, (outs CPURegs:$rt),
340                        (ins CPURegs:$rd, uimm16:$sel),"mfc2\t$rt, $rd, $sel">;
341 def : InstAlias<"mfc2 $rt, $rd", (MFC2_3OP CPURegs:$rt, CPURegs:$rd, 0)>;
342
343 def MTC2_3OP  : MFC3OP<0x12, 4, (outs CPURegs:$rd, uimm16:$sel),
344                        (ins CPURegs:$rt),"mtc2\t$rt, $rd, $sel">;
345 def : InstAlias<"mtc2 $rt, $rd", (MTC2_3OP CPURegs:$rd, 0, CPURegs:$rt)>;
346
347 // Arithmetic and logical instructions with 3 register operands.
348 class ArithLogicR<string opstr, InstrItinClass Itin, RegisterClass RC,
349                   bit isComm = 0, SDPatternOperator OpNode = null_frag>:
350   InstSE<(outs RC:$rd), (ins RC:$rs, RC:$rt),
351          !strconcat(opstr, "\t$rd, $rs, $rt"),
352          [(set RC:$rd, (OpNode RC:$rs, RC:$rt))], Itin, FrmR> {
353   let isCommutable = isComm;
354   let isReMaterializable = 1;
355 }
356
357 // Arithmetic and logical instructions with 2 register operands.
358 class ArithLogicI<string opstr, Operand Od, PatLeaf imm_type,
359                   RegisterClass RC, SDPatternOperator OpNode = null_frag> :
360   InstSE<(outs RC:$rt), (ins RC:$rs, Od:$imm16),
361          !strconcat(opstr, "\t$rt, $rs, $imm16"),
362          [(set RC:$rt, (OpNode RC:$rs, imm_type:$imm16))], IIAlu, FrmI> {
363   let isReMaterializable = 1;
364 }
365
366 // Arithmetic Multiply ADD/SUB
367 let rd = 0, shamt = 0, Defs = [HI, LO], Uses = [HI, LO] in
368 class MArithR<bits<6> func, string instr_asm, SDNode op, bit isComm = 0> :
369   FR<0x1c, func, (outs), (ins CPURegs:$rs, CPURegs:$rt),
370      !strconcat(instr_asm, "\t$rs, $rt"),
371      [(op CPURegs:$rs, CPURegs:$rt, LO, HI)], IIImul> {
372   let rd = 0;
373   let shamt = 0;
374   let isCommutable = isComm;
375 }
376
377 //  Logical
378 class LogicNOR<bits<6> op, bits<6> func, string instr_asm, RegisterClass RC>:
379   FR<op, func, (outs RC:$rd), (ins RC:$rs, RC:$rt),
380      !strconcat(instr_asm, "\t$rd, $rs, $rt"),
381      [(set RC:$rd, (not (or RC:$rs, RC:$rt)))], IIAlu> {
382   let shamt = 0;
383   let isCommutable = 1;
384 }
385
386 // Shifts
387 class shift_rotate_imm<string opstr, PatFrag PF, Operand ImmOpnd,
388                        RegisterClass RC, SDPatternOperator OpNode> :
389   InstSE<(outs RC:$rd), (ins RC:$rt, ImmOpnd:$shamt),
390          !strconcat(opstr, "\t$rd, $rt, $shamt"),
391          [(set RC:$rd, (OpNode RC:$rt, PF:$shamt))], IIAlu, FrmR>;
392
393 // 32-bit shift instructions.
394 class shift_rotate_imm32<string opstr, SDPatternOperator OpNode = null_frag> :
395   shift_rotate_imm<opstr, immZExt5, shamt, CPURegs, OpNode>;
396
397 class shift_rotate_reg<string opstr, SDNode OpNode, RegisterClass RC>:
398   InstSE<(outs RC:$rd), (ins CPURegs:$rs, RC:$rt),
399          !strconcat(opstr, "\t$rd, $rt, $rs"),
400          [(set RC:$rd, (OpNode RC:$rt, CPURegs:$rs))], IIAlu, FrmR>;
401
402 // Load Upper Imediate
403 class LoadUpper<bits<6> op, string instr_asm, RegisterClass RC, Operand Imm>:
404   FI<op, (outs RC:$rt), (ins Imm:$imm16),
405      !strconcat(instr_asm, "\t$rt, $imm16"), [], IIAlu>, IsAsCheapAsAMove {
406   let rs = 0;
407   let neverHasSideEffects = 1;
408   let isReMaterializable = 1;
409 }
410
411 class FMem<bits<6> op, dag outs, dag ins, string asmstr, list<dag> pattern,
412           InstrItinClass itin>: FFI<op, outs, ins, asmstr, pattern> {
413   bits<21> addr;
414   let Inst{25-21} = addr{20-16};
415   let Inst{15-0}  = addr{15-0};
416   let DecoderMethod = "DecodeMem";
417 }
418
419 // Memory Load/Store
420 let canFoldAsLoad = 1 in
421 class LoadM<bits<6> op, string instr_asm, PatFrag OpNode, RegisterClass RC,
422             Operand MemOpnd, bit Pseudo>:
423   FMem<op, (outs RC:$rt), (ins MemOpnd:$addr),
424      !strconcat(instr_asm, "\t$rt, $addr"),
425      [(set RC:$rt, (OpNode addr:$addr))], IILoad> {
426   let isPseudo = Pseudo;
427 }
428
429 class StoreM<bits<6> op, string instr_asm, PatFrag OpNode, RegisterClass RC,
430              Operand MemOpnd, bit Pseudo>:
431   FMem<op, (outs), (ins RC:$rt, MemOpnd:$addr),
432      !strconcat(instr_asm, "\t$rt, $addr"),
433      [(OpNode RC:$rt, addr:$addr)], IIStore> {
434   let isPseudo = Pseudo;
435 }
436
437 // 32-bit load.
438 multiclass LoadM32<bits<6> op, string instr_asm, PatFrag OpNode,
439                    bit Pseudo = 0> {
440   def #NAME# : LoadM<op, instr_asm, OpNode, CPURegs, mem, Pseudo>,
441                Requires<[NotN64, HasStdEnc]>;
442   def _P8    : LoadM<op, instr_asm, OpNode, CPURegs, mem64, Pseudo>,
443                Requires<[IsN64, HasStdEnc]> {
444     let DecoderNamespace = "Mips64";
445     let isCodeGenOnly = 1;
446   }
447 }
448
449 // 64-bit load.
450 multiclass LoadM64<bits<6> op, string instr_asm, PatFrag OpNode,
451                    bit Pseudo = 0> {
452   def #NAME# : LoadM<op, instr_asm, OpNode, CPU64Regs, mem, Pseudo>,
453                Requires<[NotN64, HasStdEnc]>;
454   def _P8    : LoadM<op, instr_asm, OpNode, CPU64Regs, mem64, Pseudo>,
455                Requires<[IsN64, HasStdEnc]> {
456     let DecoderNamespace = "Mips64";
457     let isCodeGenOnly = 1;
458   }
459 }
460
461 // 32-bit store.
462 multiclass StoreM32<bits<6> op, string instr_asm, PatFrag OpNode,
463                     bit Pseudo = 0> {
464   def #NAME# : StoreM<op, instr_asm, OpNode, CPURegs, mem, Pseudo>,
465                Requires<[NotN64, HasStdEnc]>;
466   def _P8    : StoreM<op, instr_asm, OpNode, CPURegs, mem64, Pseudo>,
467                Requires<[IsN64, HasStdEnc]> {
468     let DecoderNamespace = "Mips64";
469     let isCodeGenOnly = 1;
470   }
471 }
472
473 // 64-bit store.
474 multiclass StoreM64<bits<6> op, string instr_asm, PatFrag OpNode,
475                     bit Pseudo = 0> {
476   def #NAME# : StoreM<op, instr_asm, OpNode, CPU64Regs, mem, Pseudo>,
477                Requires<[NotN64, HasStdEnc]>;
478   def _P8    : StoreM<op, instr_asm, OpNode, CPU64Regs, mem64, Pseudo>,
479                Requires<[IsN64, HasStdEnc]> {
480     let DecoderNamespace = "Mips64";
481     let isCodeGenOnly = 1;
482   }
483 }
484
485 // Load/Store Left/Right
486 let canFoldAsLoad = 1 in
487 class LoadLeftRight<bits<6> op, string instr_asm, SDNode OpNode,
488                     RegisterClass RC, Operand MemOpnd> :
489   FMem<op, (outs RC:$rt), (ins MemOpnd:$addr, RC:$src),
490        !strconcat(instr_asm, "\t$rt, $addr"),
491        [(set RC:$rt, (OpNode addr:$addr, RC:$src))], IILoad> {
492   string Constraints = "$src = $rt";
493 }
494
495 class StoreLeftRight<bits<6> op, string instr_asm, SDNode OpNode,
496                      RegisterClass RC, Operand MemOpnd>:
497   FMem<op, (outs), (ins RC:$rt, MemOpnd:$addr),
498        !strconcat(instr_asm, "\t$rt, $addr"), [(OpNode RC:$rt, addr:$addr)],
499        IIStore>;
500
501 // 32-bit load left/right.
502 multiclass LoadLeftRightM32<bits<6> op, string instr_asm, SDNode OpNode> {
503   def #NAME# : LoadLeftRight<op, instr_asm, OpNode, CPURegs, mem>,
504                Requires<[NotN64, HasStdEnc]>;
505   def _P8    : LoadLeftRight<op, instr_asm, OpNode, CPURegs, mem64>,
506                Requires<[IsN64, HasStdEnc]> {
507     let DecoderNamespace = "Mips64";
508     let isCodeGenOnly = 1;
509   }
510 }
511
512 // 64-bit load left/right.
513 multiclass LoadLeftRightM64<bits<6> op, string instr_asm, SDNode OpNode> {
514   def #NAME# : LoadLeftRight<op, instr_asm, OpNode, CPU64Regs, mem>,
515                Requires<[NotN64, HasStdEnc]>;
516   def _P8    : LoadLeftRight<op, instr_asm, OpNode, CPU64Regs, mem64>,
517                Requires<[IsN64, HasStdEnc]> {
518     let DecoderNamespace = "Mips64";
519     let isCodeGenOnly = 1;
520   }
521 }
522
523 // 32-bit store left/right.
524 multiclass StoreLeftRightM32<bits<6> op, string instr_asm, SDNode OpNode> {
525   def #NAME# : StoreLeftRight<op, instr_asm, OpNode, CPURegs, mem>,
526                Requires<[NotN64, HasStdEnc]>;
527   def _P8    : StoreLeftRight<op, instr_asm, OpNode, CPURegs, mem64>,
528                Requires<[IsN64, HasStdEnc]> {
529     let DecoderNamespace = "Mips64";
530     let isCodeGenOnly = 1;
531   }
532 }
533
534 // 64-bit store left/right.
535 multiclass StoreLeftRightM64<bits<6> op, string instr_asm, SDNode OpNode> {
536   def #NAME# : StoreLeftRight<op, instr_asm, OpNode, CPU64Regs, mem>,
537                Requires<[NotN64, HasStdEnc]>;
538   def _P8    : StoreLeftRight<op, instr_asm, OpNode, CPU64Regs, mem64>,
539                Requires<[IsN64, HasStdEnc]> {
540     let DecoderNamespace = "Mips64";
541     let isCodeGenOnly = 1;
542   }
543 }
544
545 // Conditional Branch
546 class CBranch<bits<6> op, string instr_asm, PatFrag cond_op, RegisterClass RC>:
547   BranchBase<op, (outs), (ins RC:$rs, RC:$rt, brtarget:$imm16),
548              !strconcat(instr_asm, "\t$rs, $rt, $imm16"),
549              [(brcond (i32 (cond_op RC:$rs, RC:$rt)), bb:$imm16)], IIBranch> {
550   let isBranch = 1;
551   let isTerminator = 1;
552   let hasDelaySlot = 1;
553   let Defs = [AT];
554 }
555
556 class CBranchZero<bits<6> op, bits<5> _rt, string instr_asm, PatFrag cond_op,
557                   RegisterClass RC>:
558   BranchBase<op, (outs), (ins RC:$rs, brtarget:$imm16),
559              !strconcat(instr_asm, "\t$rs, $imm16"),
560              [(brcond (i32 (cond_op RC:$rs, 0)), bb:$imm16)], IIBranch> {
561   let rt = _rt;
562   let isBranch = 1;
563   let isTerminator = 1;
564   let hasDelaySlot = 1;
565   let Defs = [AT];
566 }
567
568 // SetCC
569 class SetCC_R<bits<6> op, bits<6> func, string instr_asm, PatFrag cond_op,
570               RegisterClass RC>:
571   FR<op, func, (outs CPURegs:$rd), (ins RC:$rs, RC:$rt),
572      !strconcat(instr_asm, "\t$rd, $rs, $rt"),
573      [(set CPURegs:$rd, (cond_op RC:$rs, RC:$rt))],
574      IIAlu> {
575   let shamt = 0;
576 }
577
578 class SetCC_I<bits<6> op, string instr_asm, PatFrag cond_op, Operand Od,
579               PatLeaf imm_type, RegisterClass RC>:
580   FI<op, (outs CPURegs:$rt), (ins RC:$rs, Od:$imm16),
581      !strconcat(instr_asm, "\t$rt, $rs, $imm16"),
582      [(set CPURegs:$rt, (cond_op RC:$rs, imm_type:$imm16))],
583      IIAlu>;
584
585 // Jump
586 class JumpFJ<bits<6> op, DAGOperand opnd, string instr_asm,
587              SDPatternOperator operator, SDPatternOperator targetoperator>:
588   FJ<op, (outs), (ins opnd:$target), !strconcat(instr_asm, "\t$target"),
589      [(operator targetoperator:$target)], IIBranch> {
590   let isTerminator=1;
591   let isBarrier=1;
592   let hasDelaySlot = 1;
593   let DecoderMethod = "DecodeJumpTarget";
594   let Defs = [AT];
595 }
596
597 // Unconditional branch
598 class UncondBranch<bits<6> op, string instr_asm>:
599   BranchBase<op, (outs), (ins brtarget:$imm16),
600              !strconcat(instr_asm, "\t$imm16"), [(br bb:$imm16)], IIBranch> {
601   let rs = 0;
602   let rt = 0;
603   let isBranch = 1;
604   let isTerminator = 1;
605   let isBarrier = 1;
606   let hasDelaySlot = 1;
607   let Predicates = [RelocPIC, HasStdEnc];
608   let Defs = [AT];
609 }
610
611 // Base class for indirect branch and return instruction classes.
612 let isTerminator=1, isBarrier=1, hasDelaySlot = 1 in
613 class JumpFR<RegisterClass RC, SDPatternOperator operator = null_frag>:
614   FR<0, 0x8, (outs), (ins RC:$rs), "jr\t$rs", [(operator RC:$rs)], IIBranch> {
615   let rt = 0;
616   let rd = 0;
617   let shamt = 0;
618 }
619
620 // Indirect branch
621 class IndirectBranch<RegisterClass RC>: JumpFR<RC, brind> {
622   let isBranch = 1;
623   let isIndirectBranch = 1;
624 }
625
626 // Return instruction
627 class RetBase<RegisterClass RC>: JumpFR<RC> {
628   let isReturn = 1;
629   let isCodeGenOnly = 1;
630   let hasCtrlDep = 1;
631   let hasExtraSrcRegAllocReq = 1;
632 }
633
634 // Jump and Link (Call)
635 let isCall=1, hasDelaySlot=1, Defs = [RA] in {
636   class JumpLink<bits<6> op, string instr_asm>:
637     FJ<op, (outs), (ins calltarget:$target),
638        !strconcat(instr_asm, "\t$target"), [(MipsJmpLink imm:$target)],
639        IIBranch> {
640        let DecoderMethod = "DecodeJumpTarget";
641        }
642
643   class JumpLinkReg<bits<6> op, bits<6> func, string instr_asm,
644                     RegisterClass RC>:
645     FR<op, func, (outs), (ins RC:$rs),
646        !strconcat(instr_asm, "\t$rs"), [(MipsJmpLink RC:$rs)], IIBranch> {
647     let rt = 0;
648     let rd = 31;
649     let shamt = 0;
650   }
651
652   class BranchLink<string instr_asm, bits<5> _rt, RegisterClass RC>:
653     FI<0x1, (outs), (ins RC:$rs, brtarget:$imm16),
654        !strconcat(instr_asm, "\t$rs, $imm16"), [], IIBranch> {
655     let rt = _rt;
656   }
657 }
658
659 // Mul, Div
660 class Mult<bits<6> func, string instr_asm, InstrItinClass itin,
661            RegisterClass RC, list<Register> DefRegs>:
662   FR<0x00, func, (outs), (ins RC:$rs, RC:$rt),
663      !strconcat(instr_asm, "\t$rs, $rt"), [], itin> {
664   let rd = 0;
665   let shamt = 0;
666   let isCommutable = 1;
667   let Defs = DefRegs;
668   let neverHasSideEffects = 1;
669 }
670
671 class Mult32<bits<6> func, string instr_asm, InstrItinClass itin>:
672   Mult<func, instr_asm, itin, CPURegs, [HI, LO]>;
673
674 class Div<SDNode op, bits<6> func, string instr_asm, InstrItinClass itin,
675           RegisterClass RC, list<Register> DefRegs>:
676   FR<0x00, func, (outs), (ins RC:$rs, RC:$rt),
677      !strconcat(instr_asm, "\t$$zero, $rs, $rt"),
678      [(op RC:$rs, RC:$rt)], itin> {
679   let rd = 0;
680   let shamt = 0;
681   let Defs = DefRegs;
682 }
683
684 class Div32<SDNode op, bits<6> func, string instr_asm, InstrItinClass itin>:
685   Div<op, func, instr_asm, itin, CPURegs, [HI, LO]>;
686
687 // Move from Hi/Lo
688 class MoveFromLOHI<bits<6> func, string instr_asm, RegisterClass RC,
689                    list<Register> UseRegs>:
690   FR<0x00, func, (outs RC:$rd), (ins),
691      !strconcat(instr_asm, "\t$rd"), [], IIHiLo> {
692   let rs = 0;
693   let rt = 0;
694   let shamt = 0;
695   let Uses = UseRegs;
696   let neverHasSideEffects = 1;
697 }
698
699 class MoveToLOHI<bits<6> func, string instr_asm, RegisterClass RC,
700                  list<Register> DefRegs>:
701   FR<0x00, func, (outs), (ins RC:$rs),
702      !strconcat(instr_asm, "\t$rs"), [], IIHiLo> {
703   let rt = 0;
704   let rd = 0;
705   let shamt = 0;
706   let Defs = DefRegs;
707   let neverHasSideEffects = 1;
708 }
709
710 class EffectiveAddress<bits<6> opc, string instr_asm, RegisterClass RC, Operand Mem> :
711   FMem<opc, (outs RC:$rt), (ins Mem:$addr),
712      instr_asm, [(set RC:$rt, addr:$addr)], IIAlu> {
713  let isCodeGenOnly = 1;
714 }
715
716 // Count Leading Ones/Zeros in Word
717 class CountLeading0<bits<6> func, string instr_asm, RegisterClass RC>:
718   FR<0x1c, func, (outs RC:$rd), (ins RC:$rs),
719      !strconcat(instr_asm, "\t$rd, $rs"),
720      [(set RC:$rd, (ctlz RC:$rs))], IIAlu>,
721      Requires<[HasBitCount, HasStdEnc]> {
722   let shamt = 0;
723   let rt = rd;
724 }
725
726 class CountLeading1<bits<6> func, string instr_asm, RegisterClass RC>:
727   FR<0x1c, func, (outs RC:$rd), (ins RC:$rs),
728      !strconcat(instr_asm, "\t$rd, $rs"),
729      [(set RC:$rd, (ctlz (not RC:$rs)))], IIAlu>,
730      Requires<[HasBitCount, HasStdEnc]> {
731   let shamt = 0;
732   let rt = rd;
733 }
734
735 // Sign Extend in Register.
736 class SignExtInReg<bits<5> sa, string instr_asm, ValueType vt,
737                    RegisterClass RC>:
738   FR<0x1f, 0x20, (outs RC:$rd), (ins RC:$rt),
739      !strconcat(instr_asm, "\t$rd, $rt"),
740      [(set RC:$rd, (sext_inreg RC:$rt, vt))], NoItinerary> {
741   let rs = 0;
742   let shamt = sa;
743   let Predicates = [HasSEInReg, HasStdEnc];
744 }
745
746 // Subword Swap
747 class SubwordSwap<bits<6> func, bits<5> sa, string instr_asm, RegisterClass RC>:
748   FR<0x1f, func, (outs RC:$rd), (ins RC:$rt),
749      !strconcat(instr_asm, "\t$rd, $rt"), [], NoItinerary> {
750   let rs = 0;
751   let shamt = sa;
752   let Predicates = [HasSwap, HasStdEnc];
753   let neverHasSideEffects = 1;
754 }
755
756 // Read Hardware
757 class ReadHardware<RegisterClass CPURegClass, RegisterClass HWRegClass>
758   : FR<0x1f, 0x3b, (outs CPURegClass:$rt), (ins HWRegClass:$rd),
759        "rdhwr\t$rt, $rd", [], IIAlu> {
760   let rs = 0;
761   let shamt = 0;
762 }
763
764 // Ext and Ins
765 class ExtBase<bits<6> _funct, string instr_asm, RegisterClass RC>:
766   FR<0x1f, _funct, (outs RC:$rt), (ins RC:$rs, uimm16:$pos, size_ext:$sz),
767      !strconcat(instr_asm, " $rt, $rs, $pos, $sz"),
768      [(set RC:$rt, (MipsExt RC:$rs, imm:$pos, imm:$sz))], NoItinerary> {
769   bits<5> pos;
770   bits<5> sz;
771   let rd = sz;
772   let shamt = pos;
773   let Predicates = [HasMips32r2, HasStdEnc];
774 }
775
776 class InsBase<bits<6> _funct, string instr_asm, RegisterClass RC>:
777   FR<0x1f, _funct, (outs RC:$rt),
778      (ins RC:$rs, uimm16:$pos, size_ins:$sz, RC:$src),
779      !strconcat(instr_asm, " $rt, $rs, $pos, $sz"),
780      [(set RC:$rt, (MipsIns RC:$rs, imm:$pos, imm:$sz, RC:$src))],
781      NoItinerary> {
782   bits<5> pos;
783   bits<5> sz;
784   let rd = sz;
785   let shamt = pos;
786   let Predicates = [HasMips32r2, HasStdEnc];
787   let Constraints = "$src = $rt";
788 }
789
790 // Atomic instructions with 2 source operands (ATOMIC_SWAP & ATOMIC_LOAD_*).
791 class Atomic2Ops<PatFrag Op, string Opstr, RegisterClass DRC,
792                  RegisterClass PRC> :
793   PseudoSE<(outs DRC:$dst), (ins PRC:$ptr, DRC:$incr),
794            !strconcat("atomic_", Opstr, "\t$dst, $ptr, $incr"),
795            [(set DRC:$dst, (Op PRC:$ptr, DRC:$incr))]>;
796
797 multiclass Atomic2Ops32<PatFrag Op, string Opstr> {
798   def #NAME# : Atomic2Ops<Op, Opstr, CPURegs, CPURegs>,
799                           Requires<[NotN64, HasStdEnc]>;
800   def _P8    : Atomic2Ops<Op, Opstr, CPURegs, CPU64Regs>,
801                           Requires<[IsN64, HasStdEnc]> {
802     let DecoderNamespace = "Mips64";
803   }
804 }
805
806 // Atomic Compare & Swap.
807 class AtomicCmpSwap<PatFrag Op, string Width, RegisterClass DRC,
808                     RegisterClass PRC> :
809   PseudoSE<(outs DRC:$dst), (ins PRC:$ptr, DRC:$cmp, DRC:$swap),
810            !strconcat("atomic_cmp_swap_", Width, "\t$dst, $ptr, $cmp, $swap"),
811            [(set DRC:$dst, (Op PRC:$ptr, DRC:$cmp, DRC:$swap))]>;
812
813 multiclass AtomicCmpSwap32<PatFrag Op, string Width>  {
814   def #NAME# : AtomicCmpSwap<Op, Width, CPURegs, CPURegs>,
815                              Requires<[NotN64, HasStdEnc]>;
816   def _P8    : AtomicCmpSwap<Op, Width, CPURegs, CPU64Regs>,
817                              Requires<[IsN64, HasStdEnc]> {
818     let DecoderNamespace = "Mips64";
819   }
820 }
821
822 class LLBase<bits<6> Opc, string opstring, RegisterClass RC, Operand Mem> :
823   FMem<Opc, (outs RC:$rt), (ins Mem:$addr),
824        !strconcat(opstring, "\t$rt, $addr"), [], IILoad> {
825   let mayLoad = 1;
826 }
827
828 class SCBase<bits<6> Opc, string opstring, RegisterClass RC, Operand Mem> :
829   FMem<Opc, (outs RC:$dst), (ins RC:$rt, Mem:$addr),
830        !strconcat(opstring, "\t$rt, $addr"), [], IIStore> {
831   let mayStore = 1;
832   let Constraints = "$rt = $dst";
833 }
834
835 //===----------------------------------------------------------------------===//
836 // Pseudo instructions
837 //===----------------------------------------------------------------------===//
838
839 // Return RA.
840 let isReturn=1, isTerminator=1, hasDelaySlot=1, isBarrier=1, hasCtrlDep=1 in
841 def RetRA : PseudoSE<(outs), (ins), "", [(MipsRet)]>;
842
843 let Defs = [SP], Uses = [SP], hasSideEffects = 1 in {
844 def ADJCALLSTACKDOWN : MipsPseudo<(outs), (ins i32imm:$amt),
845                                   "!ADJCALLSTACKDOWN $amt",
846                                   [(callseq_start timm:$amt)]>;
847 def ADJCALLSTACKUP   : MipsPseudo<(outs), (ins i32imm:$amt1, i32imm:$amt2),
848                                   "!ADJCALLSTACKUP $amt1",
849                                   [(callseq_end timm:$amt1, timm:$amt2)]>;
850 }
851
852 // When handling PIC code the assembler needs .cpload and .cprestore
853 // directives. If the real instructions corresponding these directives
854 // are used, we have the same behavior, but get also a bunch of warnings
855 // from the assembler.
856 let neverHasSideEffects = 1 in
857 def CPRESTORE : PseudoSE<(outs), (ins i32imm:$loc, CPURegs:$gp),
858                          ".cprestore\t$loc", []>;
859
860 let usesCustomInserter = 1 in {
861   defm ATOMIC_LOAD_ADD_I8   : Atomic2Ops32<atomic_load_add_8, "load_add_8">;
862   defm ATOMIC_LOAD_ADD_I16  : Atomic2Ops32<atomic_load_add_16, "load_add_16">;
863   defm ATOMIC_LOAD_ADD_I32  : Atomic2Ops32<atomic_load_add_32, "load_add_32">;
864   defm ATOMIC_LOAD_SUB_I8   : Atomic2Ops32<atomic_load_sub_8, "load_sub_8">;
865   defm ATOMIC_LOAD_SUB_I16  : Atomic2Ops32<atomic_load_sub_16, "load_sub_16">;
866   defm ATOMIC_LOAD_SUB_I32  : Atomic2Ops32<atomic_load_sub_32, "load_sub_32">;
867   defm ATOMIC_LOAD_AND_I8   : Atomic2Ops32<atomic_load_and_8, "load_and_8">;
868   defm ATOMIC_LOAD_AND_I16  : Atomic2Ops32<atomic_load_and_16, "load_and_16">;
869   defm ATOMIC_LOAD_AND_I32  : Atomic2Ops32<atomic_load_and_32, "load_and_32">;
870   defm ATOMIC_LOAD_OR_I8    : Atomic2Ops32<atomic_load_or_8, "load_or_8">;
871   defm ATOMIC_LOAD_OR_I16   : Atomic2Ops32<atomic_load_or_16, "load_or_16">;
872   defm ATOMIC_LOAD_OR_I32   : Atomic2Ops32<atomic_load_or_32, "load_or_32">;
873   defm ATOMIC_LOAD_XOR_I8   : Atomic2Ops32<atomic_load_xor_8, "load_xor_8">;
874   defm ATOMIC_LOAD_XOR_I16  : Atomic2Ops32<atomic_load_xor_16, "load_xor_16">;
875   defm ATOMIC_LOAD_XOR_I32  : Atomic2Ops32<atomic_load_xor_32, "load_xor_32">;
876   defm ATOMIC_LOAD_NAND_I8  : Atomic2Ops32<atomic_load_nand_8, "load_nand_8">;
877   defm ATOMIC_LOAD_NAND_I16 : Atomic2Ops32<atomic_load_nand_16, "load_nand_16">;
878   defm ATOMIC_LOAD_NAND_I32 : Atomic2Ops32<atomic_load_nand_32, "load_nand_32">;
879
880   defm ATOMIC_SWAP_I8       : Atomic2Ops32<atomic_swap_8, "swap_8">;
881   defm ATOMIC_SWAP_I16      : Atomic2Ops32<atomic_swap_16, "swap_16">;
882   defm ATOMIC_SWAP_I32      : Atomic2Ops32<atomic_swap_32, "swap_32">;
883
884   defm ATOMIC_CMP_SWAP_I8   : AtomicCmpSwap32<atomic_cmp_swap_8, "8">;
885   defm ATOMIC_CMP_SWAP_I16  : AtomicCmpSwap32<atomic_cmp_swap_16, "16">;
886   defm ATOMIC_CMP_SWAP_I32  : AtomicCmpSwap32<atomic_cmp_swap_32, "32">;
887 }
888
889 //===----------------------------------------------------------------------===//
890 // Instruction definition
891 //===----------------------------------------------------------------------===//
892
893 class LoadImm32< string instr_asm, Operand Od, RegisterClass RC> :
894   MipsAsmPseudoInst<(outs RC:$rt), (ins Od:$imm32),
895                      !strconcat(instr_asm, "\t$rt, $imm32")> ;
896 def LoadImm32Reg : LoadImm32<"li", shamt,CPURegs>;
897
898 class LoadAddress<string instr_asm, Operand MemOpnd, RegisterClass RC> :
899   MipsAsmPseudoInst<(outs RC:$rt), (ins MemOpnd:$addr),
900                      !strconcat(instr_asm, "\t$rt, $addr")> ;
901 def LoadAddr32Reg : LoadAddress<"la", mem, CPURegs>;
902
903 class LoadAddressImm<string instr_asm, Operand Od, RegisterClass RC> :
904   MipsAsmPseudoInst<(outs RC:$rt), (ins Od:$imm32),
905                      !strconcat(instr_asm, "\t$rt, $imm32")> ;
906 def LoadAddr32Imm : LoadAddressImm<"la", shamt,CPURegs>;
907
908 //===----------------------------------------------------------------------===//
909 // MipsI Instructions
910 //===----------------------------------------------------------------------===//
911
912 /// Arithmetic Instructions (ALU Immediate)
913 def ADDiu : ArithLogicI<"addiu", simm16, immSExt16, CPURegs, add>,
914             ADDI_FM<0x9>, IsAsCheapAsAMove;
915 def ADDi  : ArithLogicI<"addi", simm16, immSExt16, CPURegs>, ADDI_FM<0x8>;
916 def SLTi  : SetCC_I<0x0a, "slti", setlt, simm16, immSExt16, CPURegs>;
917 def SLTiu : SetCC_I<0x0b, "sltiu", setult, simm16, immSExt16, CPURegs>;
918 def ANDi  : ArithLogicI<"andi", uimm16, immZExt16, CPURegs, and>, ADDI_FM<0xc>;
919 def ORi   : ArithLogicI<"ori", uimm16, immZExt16, CPURegs, or>, ADDI_FM<0xd>;
920 def XORi  : ArithLogicI<"xori", uimm16, immZExt16, CPURegs, xor>, ADDI_FM<0xe>;
921 def LUi   : LoadUpper<0x0f, "lui", CPURegs, uimm16>;
922
923 /// Arithmetic Instructions (3-Operand, R-Type)
924 def ADDu : ArithLogicR<"addu", IIAlu, CPURegs, 1, add>, ADD_FM<0, 0x21>;
925 def SUBu : ArithLogicR<"subu", IIAlu, CPURegs, 0, sub>, ADD_FM<0, 0x23>;
926 def ADD  : ArithLogicR<"add", IIAlu, CPURegs, 1>, ADD_FM<0, 0x20>;
927 def SUB  : ArithLogicR<"sub", IIAlu, CPURegs, 0>, ADD_FM<0, 0x22>;
928 def SLT  : SetCC_R<0x00, 0x2a, "slt", setlt, CPURegs>;
929 def SLTu : SetCC_R<0x00, 0x2b, "sltu", setult, CPURegs>;
930 def AND  : ArithLogicR<"and", IIAlu, CPURegs, 1, and>, ADD_FM<0, 0x24>;
931 def OR   : ArithLogicR<"or", IIAlu, CPURegs, 1, or>, ADD_FM<0, 0x25>;
932 def XOR  : ArithLogicR<"xor", IIAlu, CPURegs, 1, xor>, ADD_FM<0, 0x26>;
933 def NOR  : LogicNOR<0x00, 0x27, "nor", CPURegs>;
934
935 /// Shift Instructions
936 def SLL  : shift_rotate_imm32<"sll", shl>, SRA_FM<0, 0>;
937 def SRL  : shift_rotate_imm32<"srl", srl>, SRA_FM<2, 0>;
938 def SRA  : shift_rotate_imm32<"sra", sra>, SRA_FM<3, 0>;
939 def SLLV : shift_rotate_reg<"sllv", shl, CPURegs>, SRLV_FM<4, 0>;
940 def SRLV : shift_rotate_reg<"srlv", srl, CPURegs>, SRLV_FM<6, 0>;
941 def SRAV : shift_rotate_reg<"srav", sra, CPURegs>, SRLV_FM<7, 0>;
942
943 // Rotate Instructions
944 let Predicates = [HasMips32r2, HasStdEnc] in {
945   def ROTR  : shift_rotate_imm32<"rotr", rotr>, SRA_FM<2, 1>;
946   def ROTRV : shift_rotate_reg<"rotrv", rotr, CPURegs>, SRLV_FM<6, 1>;
947 }
948
949 /// Load and Store Instructions
950 ///  aligned
951 defm LB      : LoadM32<0x20, "lb",  sextloadi8>;
952 defm LBu     : LoadM32<0x24, "lbu", zextloadi8>;
953 defm LH      : LoadM32<0x21, "lh",  sextloadi16>;
954 defm LHu     : LoadM32<0x25, "lhu", zextloadi16>;
955 defm LW      : LoadM32<0x23, "lw",  load>;
956 defm SB      : StoreM32<0x28, "sb", truncstorei8>;
957 defm SH      : StoreM32<0x29, "sh", truncstorei16>;
958 defm SW      : StoreM32<0x2b, "sw", store>;
959
960 /// load/store left/right
961 defm LWL : LoadLeftRightM32<0x22, "lwl", MipsLWL>;
962 defm LWR : LoadLeftRightM32<0x26, "lwr", MipsLWR>;
963 defm SWL : StoreLeftRightM32<0x2a, "swl", MipsSWL>;
964 defm SWR : StoreLeftRightM32<0x2e, "swr", MipsSWR>;
965
966 let hasSideEffects = 1 in
967 def SYNC : InstSE<(outs), (ins i32imm:$stype), "sync $stype",
968                   [(MipsSync imm:$stype)], NoItinerary, FrmOther>
969 {
970   bits<5> stype;
971   let Opcode = 0;
972   let Inst{25-11} = 0;
973   let Inst{10-6} = stype;
974   let Inst{5-0} = 15;
975 }
976
977 /// Load-linked, Store-conditional
978 def LL    : LLBase<0x30, "ll", CPURegs, mem>,
979             Requires<[NotN64, HasStdEnc]>;
980 def LL_P8 : LLBase<0x30, "ll", CPURegs, mem64>,
981             Requires<[IsN64, HasStdEnc]> {
982   let DecoderNamespace = "Mips64";
983 }
984
985 def SC    : SCBase<0x38, "sc", CPURegs, mem>,
986             Requires<[NotN64, HasStdEnc]>;
987 def SC_P8 : SCBase<0x38, "sc", CPURegs, mem64>,
988             Requires<[IsN64, HasStdEnc]> {
989   let DecoderNamespace = "Mips64";
990 }
991
992 /// Jump and Branch Instructions
993 def J       : JumpFJ<0x02, jmptarget, "j", br, bb>,
994               Requires<[RelocStatic, HasStdEnc]>, IsBranch;
995 def JR      : IndirectBranch<CPURegs>;
996 def B       : UncondBranch<0x04, "b">;
997 def BEQ     : CBranch<0x04, "beq", seteq, CPURegs>;
998 def BNE     : CBranch<0x05, "bne", setne, CPURegs>;
999 def BGEZ    : CBranchZero<0x01, 1, "bgez", setge, CPURegs>;
1000 def BGTZ    : CBranchZero<0x07, 0, "bgtz", setgt, CPURegs>;
1001 def BLEZ    : CBranchZero<0x06, 0, "blez", setle, CPURegs>;
1002 def BLTZ    : CBranchZero<0x01, 0, "bltz", setlt, CPURegs>;
1003
1004 let rt = 0, rs = 0, isBranch = 1, isTerminator = 1, isBarrier = 1,
1005     hasDelaySlot = 1, Defs = [RA] in
1006 def BAL_BR: FI<0x1, (outs), (ins brtarget:$imm16), "bal\t$imm16", [], IIBranch>;
1007
1008 def JAL  : JumpLink<0x03, "jal">;
1009 def JALR : JumpLinkReg<0x00, 0x09, "jalr", CPURegs>;
1010 def BGEZAL  : BranchLink<"bgezal", 0x11, CPURegs>;
1011 def BLTZAL  : BranchLink<"bltzal", 0x10, CPURegs>;
1012 def TAILCALL : JumpFJ<0x02, calltarget, "j", MipsTailCall, imm>, IsTailCall;
1013 def TAILCALL_R : JumpFR<CPURegs, MipsTailCall>, IsTailCall;
1014
1015 def RET : RetBase<CPURegs>;
1016
1017 /// Multiply and Divide Instructions.
1018 def MULT    : Mult32<0x18, "mult", IIImul>;
1019 def MULTu   : Mult32<0x19, "multu", IIImul>;
1020 def SDIV    : Div32<MipsDivRem, 0x1a, "div", IIIdiv>;
1021 def UDIV    : Div32<MipsDivRemU, 0x1b, "divu", IIIdiv>;
1022
1023 def MTHI : MoveToLOHI<0x11, "mthi", CPURegs, [HI]>;
1024 def MTLO : MoveToLOHI<0x13, "mtlo", CPURegs, [LO]>;
1025 def MFHI : MoveFromLOHI<0x10, "mfhi", CPURegs, [HI]>;
1026 def MFLO : MoveFromLOHI<0x12, "mflo", CPURegs, [LO]>;
1027
1028 /// Sign Ext In Register Instructions.
1029 def SEB : SignExtInReg<0x10, "seb", i8, CPURegs>;
1030 def SEH : SignExtInReg<0x18, "seh", i16, CPURegs>;
1031
1032 /// Count Leading
1033 def CLZ : CountLeading0<0x20, "clz", CPURegs>;
1034 def CLO : CountLeading1<0x21, "clo", CPURegs>;
1035
1036 /// Word Swap Bytes Within Halfwords
1037 def WSBH : SubwordSwap<0x20, 0x2, "wsbh", CPURegs>;
1038
1039 /// No operation
1040 let addr=0 in
1041   def NOP   : FJ<0, (outs), (ins), "nop", [], IIAlu>;
1042
1043 // FrameIndexes are legalized when they are operands from load/store
1044 // instructions. The same not happens for stack address copies, so an
1045 // add op with mem ComplexPattern is used and the stack address copy
1046 // can be matched. It's similar to Sparc LEA_ADDRi
1047 def LEA_ADDiu : EffectiveAddress<0x09,"addiu\t$rt, $addr", CPURegs, mem_ea>;
1048
1049 // MADD*/MSUB*
1050 def MADD  : MArithR<0, "madd", MipsMAdd, 1>;
1051 def MADDU : MArithR<1, "maddu", MipsMAddu, 1>;
1052 def MSUB  : MArithR<4, "msub", MipsMSub>;
1053 def MSUBU : MArithR<5, "msubu", MipsMSubu>;
1054
1055 // MUL is a assembly macro in the current used ISAs. In recent ISA's
1056 // it is a real instruction.
1057 def MUL   : ArithLogicR<"mul", IIImul, CPURegs, 1, mul>, ADD_FM<0x1c, 0x02>;
1058
1059 def RDHWR : ReadHardware<CPURegs, HWRegs>;
1060
1061 def EXT : ExtBase<0, "ext", CPURegs>;
1062 def INS : InsBase<4, "ins", CPURegs>;
1063
1064 //===----------------------------------------------------------------------===//
1065 // Instruction aliases
1066 //===----------------------------------------------------------------------===//
1067 def : InstAlias<"move $dst,$src", (ADD CPURegs:$dst,CPURegs:$src,ZERO)>;
1068 def : InstAlias<"bal $offset", (BGEZAL RA,brtarget:$offset)>;
1069 def : InstAlias<"addu $rs,$rt,$imm",
1070                 (ADDiu CPURegs:$rs,CPURegs:$rt,simm16:$imm)>;
1071 def : InstAlias<"add $rs,$rt,$imm",
1072                 (ADDi CPURegs:$rs,CPURegs:$rt,simm16:$imm)>;
1073 def : InstAlias<"and $rs,$rt,$imm",
1074                 (ANDi CPURegs:$rs,CPURegs:$rt,simm16:$imm)>;
1075 def : InstAlias<"j $rs", (JR CPURegs:$rs)>;
1076 def : InstAlias<"not $rt,$rs", (NOR CPURegs:$rt,CPURegs:$rs,ZERO)>;
1077 def : InstAlias<"neg $rt,$rs", (SUB CPURegs:$rt,ZERO,CPURegs:$rs)>;
1078 def : InstAlias<"negu $rt,$rs", (SUBu CPURegs:$rt,ZERO,CPURegs:$rs)>;
1079 def : InstAlias<"slt $rs,$rt,$imm",
1080                 (SLTi CPURegs:$rs,CPURegs:$rt,simm16:$imm)>;
1081 def : InstAlias<"xor $rs,$rt,$imm",
1082                 (XORi CPURegs:$rs,CPURegs:$rt,simm16:$imm)>;
1083
1084 //===----------------------------------------------------------------------===//
1085 //  Arbitrary patterns that map to one or more instructions
1086 //===----------------------------------------------------------------------===//
1087
1088 // Small immediates
1089 def : MipsPat<(i32 immSExt16:$in),
1090               (ADDiu ZERO, imm:$in)>;
1091 def : MipsPat<(i32 immZExt16:$in),
1092               (ORi ZERO, imm:$in)>;
1093 def : MipsPat<(i32 immLow16Zero:$in),
1094               (LUi (HI16 imm:$in))>;
1095
1096 // Arbitrary immediates
1097 def : MipsPat<(i32 imm:$imm),
1098           (ORi (LUi (HI16 imm:$imm)), (LO16 imm:$imm))>;
1099
1100 // Carry MipsPatterns
1101 def : MipsPat<(subc CPURegs:$lhs, CPURegs:$rhs),
1102               (SUBu CPURegs:$lhs, CPURegs:$rhs)>;
1103 def : MipsPat<(addc CPURegs:$lhs, CPURegs:$rhs),
1104               (ADDu CPURegs:$lhs, CPURegs:$rhs)>;
1105 def : MipsPat<(addc  CPURegs:$src, immSExt16:$imm),
1106               (ADDiu CPURegs:$src, imm:$imm)>;
1107
1108 // Call
1109 def : MipsPat<(MipsJmpLink (i32 tglobaladdr:$dst)),
1110               (JAL tglobaladdr:$dst)>;
1111 def : MipsPat<(MipsJmpLink (i32 texternalsym:$dst)),
1112               (JAL texternalsym:$dst)>;
1113 //def : MipsPat<(MipsJmpLink CPURegs:$dst),
1114 //              (JALR CPURegs:$dst)>;
1115
1116 // Tail call
1117 def : MipsPat<(MipsTailCall (iPTR tglobaladdr:$dst)),
1118               (TAILCALL tglobaladdr:$dst)>;
1119 def : MipsPat<(MipsTailCall (iPTR texternalsym:$dst)),
1120               (TAILCALL texternalsym:$dst)>;
1121 // hi/lo relocs
1122 def : MipsPat<(MipsHi tglobaladdr:$in), (LUi tglobaladdr:$in)>;
1123 def : MipsPat<(MipsHi tblockaddress:$in), (LUi tblockaddress:$in)>;
1124 def : MipsPat<(MipsHi tjumptable:$in), (LUi tjumptable:$in)>;
1125 def : MipsPat<(MipsHi tconstpool:$in), (LUi tconstpool:$in)>;
1126 def : MipsPat<(MipsHi tglobaltlsaddr:$in), (LUi tglobaltlsaddr:$in)>;
1127 def : MipsPat<(MipsHi texternalsym:$in), (LUi texternalsym:$in)>;
1128
1129 def : MipsPat<(MipsLo tglobaladdr:$in), (ADDiu ZERO, tglobaladdr:$in)>;
1130 def : MipsPat<(MipsLo tblockaddress:$in), (ADDiu ZERO, tblockaddress:$in)>;
1131 def : MipsPat<(MipsLo tjumptable:$in), (ADDiu ZERO, tjumptable:$in)>;
1132 def : MipsPat<(MipsLo tconstpool:$in), (ADDiu ZERO, tconstpool:$in)>;
1133 def : MipsPat<(MipsLo tglobaltlsaddr:$in), (ADDiu ZERO, tglobaltlsaddr:$in)>;
1134 def : MipsPat<(MipsLo texternalsym:$in), (ADDiu ZERO, texternalsym:$in)>;
1135
1136 def : MipsPat<(add CPURegs:$hi, (MipsLo tglobaladdr:$lo)),
1137               (ADDiu CPURegs:$hi, tglobaladdr:$lo)>;
1138 def : MipsPat<(add CPURegs:$hi, (MipsLo tblockaddress:$lo)),
1139               (ADDiu CPURegs:$hi, tblockaddress:$lo)>;
1140 def : MipsPat<(add CPURegs:$hi, (MipsLo tjumptable:$lo)),
1141               (ADDiu CPURegs:$hi, tjumptable:$lo)>;
1142 def : MipsPat<(add CPURegs:$hi, (MipsLo tconstpool:$lo)),
1143               (ADDiu CPURegs:$hi, tconstpool:$lo)>;
1144 def : MipsPat<(add CPURegs:$hi, (MipsLo tglobaltlsaddr:$lo)),
1145               (ADDiu CPURegs:$hi, tglobaltlsaddr:$lo)>;
1146
1147 // gp_rel relocs
1148 def : MipsPat<(add CPURegs:$gp, (MipsGPRel tglobaladdr:$in)),
1149               (ADDiu CPURegs:$gp, tglobaladdr:$in)>;
1150 def : MipsPat<(add CPURegs:$gp, (MipsGPRel tconstpool:$in)),
1151               (ADDiu CPURegs:$gp, tconstpool:$in)>;
1152
1153 // wrapper_pic
1154 class WrapperPat<SDNode node, Instruction ADDiuOp, RegisterClass RC>:
1155       MipsPat<(MipsWrapper RC:$gp, node:$in),
1156               (ADDiuOp RC:$gp, node:$in)>;
1157
1158 def : WrapperPat<tglobaladdr, ADDiu, CPURegs>;
1159 def : WrapperPat<tconstpool, ADDiu, CPURegs>;
1160 def : WrapperPat<texternalsym, ADDiu, CPURegs>;
1161 def : WrapperPat<tblockaddress, ADDiu, CPURegs>;
1162 def : WrapperPat<tjumptable, ADDiu, CPURegs>;
1163 def : WrapperPat<tglobaltlsaddr, ADDiu, CPURegs>;
1164
1165 // Mips does not have "not", so we expand our way
1166 def : MipsPat<(not CPURegs:$in),
1167               (NOR CPURegs:$in, ZERO)>;
1168
1169 // extended loads
1170 let Predicates = [NotN64, HasStdEnc] in {
1171   def : MipsPat<(i32 (extloadi1  addr:$src)), (LBu addr:$src)>;
1172   def : MipsPat<(i32 (extloadi8  addr:$src)), (LBu addr:$src)>;
1173   def : MipsPat<(i32 (extloadi16 addr:$src)), (LHu addr:$src)>;
1174 }
1175 let Predicates = [IsN64, HasStdEnc] in {
1176   def : MipsPat<(i32 (extloadi1  addr:$src)), (LBu_P8 addr:$src)>;
1177   def : MipsPat<(i32 (extloadi8  addr:$src)), (LBu_P8 addr:$src)>;
1178   def : MipsPat<(i32 (extloadi16 addr:$src)), (LHu_P8 addr:$src)>;
1179 }
1180
1181 // peepholes
1182 let Predicates = [NotN64, HasStdEnc] in {
1183   def : MipsPat<(store (i32 0), addr:$dst), (SW ZERO, addr:$dst)>;
1184 }
1185 let Predicates = [IsN64, HasStdEnc] in {
1186   def : MipsPat<(store (i32 0), addr:$dst), (SW_P8 ZERO, addr:$dst)>;
1187 }
1188
1189 // brcond patterns
1190 multiclass BrcondPats<RegisterClass RC, Instruction BEQOp, Instruction BNEOp,
1191                       Instruction SLTOp, Instruction SLTuOp, Instruction SLTiOp,
1192                       Instruction SLTiuOp, Register ZEROReg> {
1193 def : MipsPat<(brcond (i32 (setne RC:$lhs, 0)), bb:$dst),
1194               (BNEOp RC:$lhs, ZEROReg, bb:$dst)>;
1195 def : MipsPat<(brcond (i32 (seteq RC:$lhs, 0)), bb:$dst),
1196               (BEQOp RC:$lhs, ZEROReg, bb:$dst)>;
1197
1198 def : MipsPat<(brcond (i32 (setge RC:$lhs, RC:$rhs)), bb:$dst),
1199               (BEQ (SLTOp RC:$lhs, RC:$rhs), ZERO, bb:$dst)>;
1200 def : MipsPat<(brcond (i32 (setuge RC:$lhs, RC:$rhs)), bb:$dst),
1201               (BEQ (SLTuOp RC:$lhs, RC:$rhs), ZERO, bb:$dst)>;
1202 def : MipsPat<(brcond (i32 (setge RC:$lhs, immSExt16:$rhs)), bb:$dst),
1203               (BEQ (SLTiOp RC:$lhs, immSExt16:$rhs), ZERO, bb:$dst)>;
1204 def : MipsPat<(brcond (i32 (setuge RC:$lhs, immSExt16:$rhs)), bb:$dst),
1205               (BEQ (SLTiuOp RC:$lhs, immSExt16:$rhs), ZERO, bb:$dst)>;
1206
1207 def : MipsPat<(brcond (i32 (setle RC:$lhs, RC:$rhs)), bb:$dst),
1208               (BEQ (SLTOp RC:$rhs, RC:$lhs), ZERO, bb:$dst)>;
1209 def : MipsPat<(brcond (i32 (setule RC:$lhs, RC:$rhs)), bb:$dst),
1210               (BEQ (SLTuOp RC:$rhs, RC:$lhs), ZERO, bb:$dst)>;
1211
1212 def : MipsPat<(brcond RC:$cond, bb:$dst),
1213               (BNEOp RC:$cond, ZEROReg, bb:$dst)>;
1214 }
1215
1216 defm : BrcondPats<CPURegs, BEQ, BNE, SLT, SLTu, SLTi, SLTiu, ZERO>;
1217
1218 // setcc patterns
1219 multiclass SeteqPats<RegisterClass RC, Instruction SLTiuOp, Instruction XOROp,
1220                      Instruction SLTuOp, Register ZEROReg> {
1221   def : MipsPat<(seteq RC:$lhs, RC:$rhs),
1222                 (SLTiuOp (XOROp RC:$lhs, RC:$rhs), 1)>;
1223   def : MipsPat<(setne RC:$lhs, RC:$rhs),
1224                 (SLTuOp ZEROReg, (XOROp RC:$lhs, RC:$rhs))>;
1225 }
1226
1227 multiclass SetlePats<RegisterClass RC, Instruction SLTOp, Instruction SLTuOp> {
1228   def : MipsPat<(setle RC:$lhs, RC:$rhs),
1229                 (XORi (SLTOp RC:$rhs, RC:$lhs), 1)>;
1230   def : MipsPat<(setule RC:$lhs, RC:$rhs),
1231                 (XORi (SLTuOp RC:$rhs, RC:$lhs), 1)>;
1232 }
1233
1234 multiclass SetgtPats<RegisterClass RC, Instruction SLTOp, Instruction SLTuOp> {
1235   def : MipsPat<(setgt RC:$lhs, RC:$rhs),
1236                 (SLTOp RC:$rhs, RC:$lhs)>;
1237   def : MipsPat<(setugt RC:$lhs, RC:$rhs),
1238                 (SLTuOp RC:$rhs, RC:$lhs)>;
1239 }
1240
1241 multiclass SetgePats<RegisterClass RC, Instruction SLTOp, Instruction SLTuOp> {
1242   def : MipsPat<(setge RC:$lhs, RC:$rhs),
1243                 (XORi (SLTOp RC:$lhs, RC:$rhs), 1)>;
1244   def : MipsPat<(setuge RC:$lhs, RC:$rhs),
1245                 (XORi (SLTuOp RC:$lhs, RC:$rhs), 1)>;
1246 }
1247
1248 multiclass SetgeImmPats<RegisterClass RC, Instruction SLTiOp,
1249                         Instruction SLTiuOp> {
1250   def : MipsPat<(setge RC:$lhs, immSExt16:$rhs),
1251                 (XORi (SLTiOp RC:$lhs, immSExt16:$rhs), 1)>;
1252   def : MipsPat<(setuge RC:$lhs, immSExt16:$rhs),
1253                 (XORi (SLTiuOp RC:$lhs, immSExt16:$rhs), 1)>;
1254 }
1255
1256 defm : SeteqPats<CPURegs, SLTiu, XOR, SLTu, ZERO>;
1257 defm : SetlePats<CPURegs, SLT, SLTu>;
1258 defm : SetgtPats<CPURegs, SLT, SLTu>;
1259 defm : SetgePats<CPURegs, SLT, SLTu>;
1260 defm : SetgeImmPats<CPURegs, SLTi, SLTiu>;
1261
1262 // bswap pattern
1263 def : MipsPat<(bswap CPURegs:$rt), (ROTR (WSBH CPURegs:$rt), 16)>;
1264
1265 //===----------------------------------------------------------------------===//
1266 // Floating Point Support
1267 //===----------------------------------------------------------------------===//
1268
1269 include "MipsInstrFPU.td"
1270 include "Mips64InstrInfo.td"
1271 include "MipsCondMov.td"
1272
1273 //
1274 // Mips16
1275
1276 include "Mips16InstrFormats.td"
1277 include "Mips16InstrInfo.td"
1278
1279 // DSP
1280 include "MipsDSPInstrFormats.td"
1281 include "MipsDSPInstrInfo.td"
1282