lib/Target/SystemZ/SystemZInstrInfo.td

   1 //===-- SystemZInstrInfo.td - General SystemZ instructions ----*- tblgen-*-===//
   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 //===----------------------------------------------------------------------===//
  11 // Stack allocation
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 def ADJCALLSTACKDOWN : Pseudo<(outs), (ins i64imm:$amt),
  15                               [(callseq_start timm:$amt)]>;
  16 def ADJCALLSTACKUP   : Pseudo<(outs), (ins i64imm:$amt1, i64imm:$amt2),
  17                               [(callseq_end timm:$amt1, timm:$amt2)]>;
  18
  19 let neverHasSideEffects = 1 in {
  20   // Takes as input the value of the stack pointer after a dynamic allocation
  21   // has been made.  Sets the output to the address of the dynamically-
  22   // allocated area itself, skipping the outgoing arguments.
  23   //
  24   // This expands to an LA or LAY instruction.  We restrict the offset
  25   // to the range of LA and keep the LAY range in reserve for when
  26   // the size of the outgoing arguments is added.
  27   def ADJDYNALLOC : Pseudo<(outs GR64:$dst), (ins dynalloc12only:$src),
  28                            [(set GR64:$dst, dynalloc12only:$src)]>;
  29 }
  30
  31 //===----------------------------------------------------------------------===//
  32 // Control flow instructions
  33 //===----------------------------------------------------------------------===//
  34
  35 // A return instruction (br %r14).
  36 let isReturn = 1, isTerminator = 1, isBarrier = 1, hasCtrlDep = 1 in
  37   def Return : Alias<2, (outs), (ins), [(z_retflag)]>;
  38
  39 // Unconditional branches.  R1 is the condition-code mask (all 1s).
  40 let isBranch = 1, isTerminator = 1, isBarrier = 1, R1 = 15 in {
  41   let isIndirectBranch = 1 in
  42     def BR : InstRR<0x07, (outs), (ins ADDR64:$R2),
  43                     "br\t$R2", [(brind ADDR64:$R2)]>;
  44
  45   // An assembler extended mnemonic for BRC.
  46   def J : InstRI<0xA74, (outs), (ins brtarget16:$I2), "j\t$I2",
  47                  [(br bb:$I2)]>;
  48
  49   // An assembler extended mnemonic for BRCL.  (The extension is "G"
  50   // rather than "L" because "JL" is "Jump if Less".)
  51   def JG : InstRIL<0xC04, (outs), (ins brtarget32:$I2), "jg\t$I2", []>;
  52 }
  53
  54 // Conditional branches.  It's easier for LLVM to handle these branches
  55 // in their raw BRC/BRCL form, with the 4-bit condition-code mask being
  56 // the first operand.  It seems friendlier to use mnemonic forms like
  57 // JE and JLH when writing out the assembly though.
  58 let isBranch = 1, isTerminator = 1, Uses = [CC] in {
  59   let isCodeGenOnly = 1, CCMaskFirst = 1 in {
  60     def BRC : InstRI<0xA74, (outs), (ins cond4:$valid, cond4:$R1,
  61                                          brtarget16:$I2), "j$R1\t$I2",
  62                      [(z_br_ccmask cond4:$valid, cond4:$R1, bb:$I2)]>;
  63     def BRCL : InstRIL<0xC04, (outs), (ins cond4:$valid, cond4:$R1,
  64                                            brtarget32:$I2), "jg$R1\t$I2", []>;
  65   }
  66   def AsmBRC : InstRI<0xA74, (outs), (ins uimm8zx4:$R1, brtarget16:$I2),
  67                       "brc\t$R1, $I2", []>;
  68   def AsmBRCL : InstRIL<0xC04, (outs), (ins uimm8zx4:$R1, brtarget32:$I2),
  69                         "brcl\t$R1, $I2", []>;
  70 }
  71
  72 // Fused compare-and-branch instructions.  As for normal branches,
  73 // we handle these instructions internally in their raw CRJ-like form,
  74 // but use assembly macros like CRJE when writing them out.
  75 //
  76 // These instructions do not use or clobber the condition codes.
  77 // We nevertheless pretend that they clobber CC, so that we can lower
  78 // them to separate comparisons and BRCLs if the branch ends up being
  79 // out of range.
  80 multiclass CompareBranches<Operand ccmask, string pos1, string pos2> {
  81   let isBranch = 1, isTerminator = 1, Defs = [CC] in {
  82     def RJ  : InstRIEb<0xEC76, (outs), (ins GR32:$R1, GR32:$R2, ccmask:$M3,
  83                                             brtarget16:$RI4),
  84                        "crj"##pos1##"\t$R1, $R2, "##pos2##"$RI4", []>;
  85     def GRJ : InstRIEb<0xEC64, (outs), (ins GR64:$R1, GR64:$R2, ccmask:$M3,
  86                                             brtarget16:$RI4),
  87                        "cgrj"##pos1##"\t$R1, $R2, "##pos2##"$RI4", []>;
  88     def IJ  : InstRIEc<0xEC7E, (outs), (ins GR32:$R1, imm32sx8:$I2, ccmask:$M3,
  89                                             brtarget16:$RI4),
  90                        "cij"##pos1##"\t$R1, $I2, "##pos2##"$RI4", []>;
  91     def GIJ : InstRIEc<0xEC7C, (outs), (ins GR64:$R1, imm64sx8:$I2, ccmask:$M3,
  92                                             brtarget16:$RI4),
  93                        "cgij"##pos1##"\t$R1, $I2, "##pos2##"$RI4", []>;
  94     def LRJ  : InstRIEb<0xEC77, (outs), (ins GR32:$R1, GR32:$R2, ccmask:$M3,
  95                                              brtarget16:$RI4),
  96                         "clrj"##pos1##"\t$R1, $R2, "##pos2##"$RI4", []>;
  97     def LGRJ : InstRIEb<0xEC65, (outs), (ins GR64:$R1, GR64:$R2, ccmask:$M3,
  98                                              brtarget16:$RI4),
  99                         "clgrj"##pos1##"\t$R1, $R2, "##pos2##"$RI4", []>;
 100     def LIJ  : InstRIEc<0xEC7F, (outs), (ins GR32:$R1, imm32zx8:$I2, ccmask:$M3,
 101                                              brtarget16:$RI4),
 102                         "clij"##pos1##"\t$R1, $I2, "##pos2##"$RI4", []>;
 103     def LGIJ : InstRIEc<0xEC7D, (outs), (ins GR64:$R1, imm64zx8:$I2, ccmask:$M3,
 104                                              brtarget16:$RI4),
 105                         "clgij"##pos1##"\t$R1, $I2, "##pos2##"$RI4", []>;
 106   }
 107 }
 108 let isCodeGenOnly = 1 in
 109   defm C : CompareBranches<cond4, "$M3", "">;
 110 defm AsmC : CompareBranches<uimm8zx4, "", "$M3, ">;
 111
 112 // Define AsmParser mnemonics for each general condition-code mask
 113 // (integer or floating-point)
 114 multiclass CondExtendedMnemonic<bits<4> ccmask, string name> {
 115   let R1 = ccmask in {
 116     def J : InstRI<0xA74, (outs), (ins brtarget16:$I2),
 117                    "j"##name##"\t$I2", []>;
 118     def JG : InstRIL<0xC04, (outs), (ins brtarget32:$I2),
 119                      "jg"##name##"\t$I2", []>;
 120   }
 121   def LOCR  : FixedCondUnaryRRF<"locr"##name,  0xB9F2, GR32, GR32, ccmask>;
 122   def LOCGR : FixedCondUnaryRRF<"locgr"##name, 0xB9E2, GR64, GR64, ccmask>;
 123   def LOC   : FixedCondUnaryRSY<"loc"##name,   0xEBF2, GR32, ccmask, 4>;
 124   def LOCG  : FixedCondUnaryRSY<"locg"##name,  0xEBE2, GR64, ccmask, 8>;
 125   def STOC  : FixedCondStoreRSY<"stoc"##name,  0xEBF3, GR32, ccmask, 4>;
 126   def STOCG : FixedCondStoreRSY<"stocg"##name, 0xEBE3, GR64, ccmask, 8>;
 127 }
 128 defm AsmO   : CondExtendedMnemonic<1,  "o">;
 129 defm AsmH   : CondExtendedMnemonic<2,  "h">;
 130 defm AsmNLE : CondExtendedMnemonic<3,  "nle">;
 131 defm AsmL   : CondExtendedMnemonic<4,  "l">;
 132 defm AsmNHE : CondExtendedMnemonic<5,  "nhe">;
 133 defm AsmLH  : CondExtendedMnemonic<6,  "lh">;
 134 defm AsmNE  : CondExtendedMnemonic<7,  "ne">;
 135 defm AsmE   : CondExtendedMnemonic<8,  "e">;
 136 defm AsmNLH : CondExtendedMnemonic<9,  "nlh">;
 137 defm AsmHE  : CondExtendedMnemonic<10, "he">;
 138 defm AsmNL  : CondExtendedMnemonic<11, "nl">;
 139 defm AsmLE  : CondExtendedMnemonic<12, "le">;
 140 defm AsmNH  : CondExtendedMnemonic<13, "nh">;
 141 defm AsmNO  : CondExtendedMnemonic<14, "no">;
 142
 143 // Define AsmParser mnemonics for each integer condition-code mask.
 144 // This is like the list above, except that condition 3 is not possible
 145 // and that the low bit of the mask is therefore always 0.  This means
 146 // that each condition has two names.  Conditions "o" and "no" are not used.
 147 //
 148 // We don't make one of the two names an alias of the other because
 149 // we need the custom parsing routines to select the correct register class.
 150 multiclass IntCondExtendedMnemonicA<bits<4> ccmask, string name> {
 151   let M3 = ccmask in {
 152     def CR  : InstRIEb<0xEC76, (outs), (ins GR32:$R1, GR32:$R2,
 153                                             brtarget16:$RI4),
 154                        "crj"##name##"\t$R1, $R2, $RI4", []>;
 155     def CGR : InstRIEb<0xEC64, (outs), (ins GR64:$R1, GR64:$R2,
 156                                             brtarget16:$RI4),
 157                        "cgrj"##name##"\t$R1, $R2, $RI4", []>;
 158     def CI  : InstRIEc<0xEC7E, (outs), (ins GR32:$R1, imm32sx8:$I2,
 159                                             brtarget16:$RI4),
 160                        "cij"##name##"\t$R1, $I2, $RI4", []>;
 161     def CGI : InstRIEc<0xEC7C, (outs), (ins GR64:$R1, imm64sx8:$I2,
 162                                             brtarget16:$RI4),
 163                        "cgij"##name##"\t$R1, $I2, $RI4", []>;
 164     def CLR  : InstRIEb<0xEC77, (outs), (ins GR32:$R1, GR32:$R2,
 165                                             brtarget16:$RI4),
 166                         "clrj"##name##"\t$R1, $R2, $RI4", []>;
 167     def CLGR : InstRIEb<0xEC65, (outs), (ins GR64:$R1, GR64:$R2,
 168                                              brtarget16:$RI4),
 169                         "clgrj"##name##"\t$R1, $R2, $RI4", []>;
 170     def CLI  : InstRIEc<0xEC7F, (outs), (ins GR32:$R1, imm32zx8:$I2,
 171                                              brtarget16:$RI4),
 172                         "clij"##name##"\t$R1, $I2, $RI4", []>;
 173     def CLGI : InstRIEc<0xEC7D, (outs), (ins GR64:$R1, imm64zx8:$I2,
 174                                              brtarget16:$RI4),
 175                         "clgij"##name##"\t$R1, $I2, $RI4", []>;
 176   }
 177 }
 178 multiclass IntCondExtendedMnemonic<bits<4> ccmask, string name1, string name2>
 179   : IntCondExtendedMnemonicA<ccmask, name1> {
 180   let isAsmParserOnly = 1 in
 181     defm Alt : IntCondExtendedMnemonicA<ccmask, name2>;
 182 }
 183 defm AsmJH   : IntCondExtendedMnemonic<2,  "h",  "nle">;
 184 defm AsmJL   : IntCondExtendedMnemonic<4,  "l",  "nhe">;
 185 defm AsmJLH  : IntCondExtendedMnemonic<6,  "lh", "ne">;
 186 defm AsmJE   : IntCondExtendedMnemonic<8,  "e",  "nlh">;
 187 defm AsmJHE  : IntCondExtendedMnemonic<10, "he", "nl">;
 188 defm AsmJLE  : IntCondExtendedMnemonic<12, "le", "nh">;
 189
 190 // Decrement a register and branch if it is nonzero.  These don't clobber CC,
 191 // but we might need to split long branches into sequences that do.
 192 let Defs = [CC] in {
 193   def BRCT  : BranchUnaryRI<"brct",  0xA76, GR32>;
 194   def BRCTG : BranchUnaryRI<"brctg", 0xA77, GR64>;
 195 }
 196
 197 //===----------------------------------------------------------------------===//
 198 // Select instructions
 199 //===----------------------------------------------------------------------===//
 200
 201 def Select32Mux : SelectWrapper<GRX32>, Requires<[FeatureHighWord]>;
 202 def Select32    : SelectWrapper<GR32>;
 203 def Select64    : SelectWrapper<GR64>;
 204
 205 defm CondStore8  : CondStores<GR32, nonvolatile_truncstorei8,
 206                               nonvolatile_anyextloadi8, bdxaddr20only>;
 207 defm CondStore16 : CondStores<GR32, nonvolatile_truncstorei16,
 208                               nonvolatile_anyextloadi16, bdxaddr20only>;
 209 defm CondStore32 : CondStores<GR32, nonvolatile_store,
 210                               nonvolatile_load, bdxaddr20only>;
 211
 212 defm : CondStores64<CondStore8, CondStore8Inv, nonvolatile_truncstorei8,
 213                     nonvolatile_anyextloadi8, bdxaddr20only>;
 214 defm : CondStores64<CondStore16, CondStore16Inv, nonvolatile_truncstorei16,
 215                     nonvolatile_anyextloadi16, bdxaddr20only>;
 216 defm : CondStores64<CondStore32, CondStore32Inv, nonvolatile_truncstorei32,
 217                     nonvolatile_anyextloadi32, bdxaddr20only>;
 218 defm CondStore64 : CondStores<GR64, nonvolatile_store,
 219                               nonvolatile_load, bdxaddr20only>;
 220
 221 //===----------------------------------------------------------------------===//
 222 // Call instructions
 223 //===----------------------------------------------------------------------===//
 224
 225 // The definitions here are for the call-clobbered registers.
 226 let isCall = 1, Defs = [R0D, R1D, R2D, R3D, R4D, R5D, R14D,
 227                         F0D, F1D, F2D, F3D, F4D, F5D, F6D, F7D, CC] in {
 228   def CallBRASL : Alias<6, (outs), (ins pcrel32:$I2, variable_ops),
 229                         [(z_call pcrel32:$I2)]>;
 230   def CallBASR  : Alias<2, (outs), (ins ADDR64:$R2, variable_ops),
 231                         [(z_call ADDR64:$R2)]>;
 232 }
 233
 234 // Sibling calls.  Indirect sibling calls must be via R1, since R2 upwards
 235 // are argument registers and since branching to R0 is a no-op.
 236 let isCall = 1, isTerminator = 1, isReturn = 1, isBarrier = 1 in {
 237   def CallJG : Alias<6, (outs), (ins pcrel32:$I2),
 238                      [(z_sibcall pcrel32:$I2)]>;
 239   let Uses = [R1D] in
 240     def CallBR : Alias<2, (outs), (ins), [(z_sibcall R1D)]>;
 241 }
 242
 243 // Define the general form of the call instructions for the asm parser.
 244 // These instructions don't hard-code %r14 as the return address register.
 245 def BRAS  : InstRI<0xA75, (outs), (ins GR64:$R1, brtarget16:$I2),
 246                    "bras\t$R1, $I2", []>;
 247 def BRASL : InstRIL<0xC05, (outs), (ins GR64:$R1, brtarget32:$I2),
 248                     "brasl\t$R1, $I2", []>;
 249 def BASR  : InstRR<0x0D, (outs), (ins GR64:$R1, ADDR64:$R2),
 250                    "basr\t$R1, $R2", []>;
 251
 252 //===----------------------------------------------------------------------===//
 253 // Move instructions
 254 //===----------------------------------------------------------------------===//
 255
 256 // Register moves.
 257 let neverHasSideEffects = 1 in {
 258   // Expands to LR, RISBHG or RISBLG, depending on the choice of registers.
 259   def LRMux : UnaryRRPseudo<"l", null_frag, GRX32, GRX32>,
 260               Requires<[FeatureHighWord]>;
 261   def LR  : UnaryRR <"l",  0x18,   null_frag, GR32, GR32>;
 262   def LGR : UnaryRRE<"lg", 0xB904, null_frag, GR64, GR64>;
 263 }
 264 let Defs = [CC], CCValues = 0xE, CompareZeroCCMask = 0xE in {
 265   def LTR  : UnaryRR <"lt",  0x12,   null_frag, GR32, GR32>;
 266   def LTGR : UnaryRRE<"ltg", 0xB902, null_frag, GR64, GR64>;
 267 }
 268
 269 // Move on condition.
 270 let isCodeGenOnly = 1, Uses = [CC] in {
 271   def LOCR  : CondUnaryRRF<"loc",  0xB9F2, GR32, GR32>;
 272   def LOCGR : CondUnaryRRF<"locg", 0xB9E2, GR64, GR64>;
 273 }
 274 let Uses = [CC] in {
 275   def AsmLOCR  : AsmCondUnaryRRF<"loc",  0xB9F2, GR32, GR32>;
 276   def AsmLOCGR : AsmCondUnaryRRF<"locg", 0xB9E2, GR64, GR64>;
 277 }
 278
 279 // Immediate moves.
 280 let neverHasSideEffects = 1, isAsCheapAsAMove = 1, isMoveImm = 1,
 281     isReMaterializable = 1 in {
 282   // 16-bit sign-extended immediates.  LHIMux expands to LHI or IIHF,
 283   // deopending on the choice of register.
 284   def LHIMux : UnaryRIPseudo<bitconvert, GRX32, imm32sx16>,
 285                Requires<[FeatureHighWord]>;
 286   def LHI  : UnaryRI<"lhi",  0xA78, bitconvert, GR32, imm32sx16>;
 287   def LGHI : UnaryRI<"lghi", 0xA79, bitconvert, GR64, imm64sx16>;
 288
 289   // Other 16-bit immediates.
 290   def LLILL : UnaryRI<"llill", 0xA5F, bitconvert, GR64, imm64ll16>;
 291   def LLILH : UnaryRI<"llilh", 0xA5E, bitconvert, GR64, imm64lh16>;
 292   def LLIHL : UnaryRI<"llihl", 0xA5D, bitconvert, GR64, imm64hl16>;
 293   def LLIHH : UnaryRI<"llihh", 0xA5C, bitconvert, GR64, imm64hh16>;
 294
 295   // 32-bit immediates.
 296   def LGFI  : UnaryRIL<"lgfi",  0xC01, bitconvert, GR64, imm64sx32>;
 297   def LLILF : UnaryRIL<"llilf", 0xC0F, bitconvert, GR64, imm64lf32>;
 298   def LLIHF : UnaryRIL<"llihf", 0xC0E, bitconvert, GR64, imm64hf32>;
 299 }
 300
 301 // Register loads.
 302 let canFoldAsLoad = 1, SimpleBDXLoad = 1 in {
 303   // Expands to L, LY or LFH, depending on the choice of register.
 304   def LMux : UnaryRXYPseudo<"l", load, GRX32, 4>,
 305              Requires<[FeatureHighWord]>;
 306   defm L : UnaryRXPair<"l", 0x58, 0xE358, load, GR32, 4>;
 307   def LFH : UnaryRXY<"lfh", 0xE3CA, load, GRH32, 4>,
 308             Requires<[FeatureHighWord]>;
 309   def LG : UnaryRXY<"lg", 0xE304, load, GR64, 8>;
 310
 311   // These instructions are split after register allocation, so we don't
 312   // want a custom inserter.
 313   let Has20BitOffset = 1, HasIndex = 1, Is128Bit = 1 in {
 314     def L128 : Pseudo<(outs GR128:$dst), (ins bdxaddr20only128:$src),
 315                       [(set GR128:$dst, (load bdxaddr20only128:$src))]>;
 316   }
 317 }
 318 let Defs = [CC], CCValues = 0xE, CompareZeroCCMask = 0xE in {
 319   def LT  : UnaryRXY<"lt",  0xE312, load, GR32, 4>;
 320   def LTG : UnaryRXY<"ltg", 0xE302, load, GR64, 8>;
 321 }
 322
 323 let canFoldAsLoad = 1 in {
 324   def LRL  : UnaryRILPC<"lrl",  0xC4D, aligned_load, GR32>;
 325   def LGRL : UnaryRILPC<"lgrl", 0xC48, aligned_load, GR64>;
 326 }
 327
 328 // Load on condition.
 329 let isCodeGenOnly = 1, Uses = [CC] in {
 330   def LOC  : CondUnaryRSY<"loc",  0xEBF2, nonvolatile_load, GR32, 4>;
 331   def LOCG : CondUnaryRSY<"locg", 0xEBE2, nonvolatile_load, GR64, 8>;
 332 }
 333 let Uses = [CC] in {
 334   def AsmLOC  : AsmCondUnaryRSY<"loc",  0xEBF2, GR32, 4>;
 335   def AsmLOCG : AsmCondUnaryRSY<"locg", 0xEBE2, GR64, 8>;
 336 }
 337
 338 // Register stores.
 339 let SimpleBDXStore = 1 in {
 340   // Expands to ST, STY or STFH, depending on the choice of register.
 341   def STMux : StoreRXYPseudo<store, GRX32, 4>,
 342               Requires<[FeatureHighWord]>;
 343   defm ST : StoreRXPair<"st", 0x50, 0xE350, store, GR32, 4>;
 344   def STFH : StoreRXY<"stfh", 0xE3CB, store, GRH32, 4>,
 345              Requires<[FeatureHighWord]>;
 346   def STG : StoreRXY<"stg", 0xE324, store, GR64, 8>;
 347
 348   // These instructions are split after register allocation, so we don't
 349   // want a custom inserter.
 350   let Has20BitOffset = 1, HasIndex = 1, Is128Bit = 1 in {
 351     def ST128 : Pseudo<(outs), (ins GR128:$src, bdxaddr20only128:$dst),
 352                        [(store GR128:$src, bdxaddr20only128:$dst)]>;
 353   }
 354 }
 355 def STRL  : StoreRILPC<"strl", 0xC4F, aligned_store, GR32>;
 356 def STGRL : StoreRILPC<"stgrl", 0xC4B, aligned_store, GR64>;
 357
 358 // Store on condition.
 359 let isCodeGenOnly = 1, Uses = [CC] in {
 360   def STOC  : CondStoreRSY<"stoc",  0xEBF3, GR32, 4>;
 361   def STOCG : CondStoreRSY<"stocg", 0xEBE3, GR64, 8>;
 362 }
 363 let Uses = [CC] in {
 364   def AsmSTOC  : AsmCondStoreRSY<"stoc",  0xEBF3, GR32, 4>;
 365   def AsmSTOCG : AsmCondStoreRSY<"stocg", 0xEBE3, GR64, 8>;
 366 }
 367
 368 // 8-bit immediate stores to 8-bit fields.
 369 defm MVI : StoreSIPair<"mvi", 0x92, 0xEB52, truncstorei8, imm32zx8trunc>;
 370
 371 // 16-bit immediate stores to 16-, 32- or 64-bit fields.
 372 def MVHHI : StoreSIL<"mvhhi", 0xE544, truncstorei16, imm32sx16trunc>;
 373 def MVHI  : StoreSIL<"mvhi",  0xE54C, store,         imm32sx16>;
 374 def MVGHI : StoreSIL<"mvghi", 0xE548, store,         imm64sx16>;
 375
 376 // Memory-to-memory moves.
 377 let mayLoad = 1, mayStore = 1 in
 378   defm MVC : MemorySS<"mvc", 0xD2, z_mvc, z_mvc_loop>;
 379
 380 // String moves.
 381 let mayLoad = 1, mayStore = 1, Defs = [CC], Uses = [R0L] in
 382   defm MVST : StringRRE<"mvst", 0xB255, z_stpcpy>;
 383
 384 //===----------------------------------------------------------------------===//
 385 // Sign extensions
 386 //===----------------------------------------------------------------------===//
 387 //
 388 // Note that putting these before zero extensions mean that we will prefer
 389 // them for anyextload*.  There's not really much to choose between the two
 390 // either way, but signed-extending loads have a short LH and a long LHY,
 391 // while zero-extending loads have only the long LLH.
 392 //
 393 //===----------------------------------------------------------------------===//
 394
 395 // 32-bit extensions from registers.
 396 let neverHasSideEffects = 1 in {
 397   def LBR : UnaryRRE<"lb", 0xB926, sext8,  GR32, GR32>;
 398   def LHR : UnaryRRE<"lh", 0xB927, sext16, GR32, GR32>;
 399 }
 400
 401 // 64-bit extensions from registers.
 402 let neverHasSideEffects = 1 in {
 403   def LGBR : UnaryRRE<"lgb", 0xB906, sext8,  GR64, GR64>;
 404   def LGHR : UnaryRRE<"lgh", 0xB907, sext16, GR64, GR64>;
 405   def LGFR : UnaryRRE<"lgf", 0xB914, sext32, GR64, GR32>;
 406 }
 407 let Defs = [CC], CCValues = 0xE, CompareZeroCCMask = 0xE in
 408   def LTGFR : UnaryRRE<"ltgf", 0xB912, null_frag, GR64, GR64>;
 409
 410 // Match 32-to-64-bit sign extensions in which the source is already
 411 // in a 64-bit register.
 412 def : Pat<(sext_inreg GR64:$src, i32),
 413           (LGFR (EXTRACT_SUBREG GR64:$src, subreg_l32))>;
 414
 415 // 32-bit extensions from 8-bit memory.  LBMux expands to LB or LBH,
 416 // depending on the choice of register.
 417 def LBMux : UnaryRXYPseudo<"lb", asextloadi8, GRX32, 1>,
 418             Requires<[FeatureHighWord]>;
 419 def LB  : UnaryRXY<"lb", 0xE376, asextloadi8, GR32, 1>;
 420 def LBH : UnaryRXY<"lbh", 0xE3C0, asextloadi8, GRH32, 1>,
 421           Requires<[FeatureHighWord]>;
 422
 423 // 32-bit extensions from 16-bit memory.  LHMux expands to LH or LHH,
 424 // depending on the choice of register.
 425 def LHMux : UnaryRXYPseudo<"lh", asextloadi16, GRX32, 2>,
 426             Requires<[FeatureHighWord]>;
 427 defm LH   : UnaryRXPair<"lh", 0x48, 0xE378, asextloadi16, GR32, 2>;
 428 def  LHH  : UnaryRXY<"lhh", 0xE3C4, asextloadi16, GRH32, 2>,
 429             Requires<[FeatureHighWord]>;
 430 def  LHRL : UnaryRILPC<"lhrl", 0xC45, aligned_asextloadi16, GR32>;
 431
 432 // 64-bit extensions from memory.
 433 def LGB   : UnaryRXY<"lgb", 0xE377, asextloadi8,  GR64, 1>;
 434 def LGH   : UnaryRXY<"lgh", 0xE315, asextloadi16, GR64, 2>;
 435 def LGF   : UnaryRXY<"lgf", 0xE314, asextloadi32, GR64, 4>;
 436 def LGHRL : UnaryRILPC<"lghrl", 0xC44, aligned_asextloadi16, GR64>;
 437 def LGFRL : UnaryRILPC<"lgfrl", 0xC4C, aligned_asextloadi32, GR64>;
 438 let Defs = [CC], CCValues = 0xE, CompareZeroCCMask = 0xE in
 439   def LTGF : UnaryRXY<"ltgf", 0xE332, asextloadi32, GR64, 4>;
 440
 441 //===----------------------------------------------------------------------===//
 442 // Zero extensions
 443 //===----------------------------------------------------------------------===//
 444
 445 // 32-bit extensions from registers.
 446 let neverHasSideEffects = 1 in {
 447   // Expands to LLCR or RISB[LH]G, depending on the choice of registers.
 448   def LLCRMux : UnaryRRPseudo<"llc", zext8, GRX32, GRX32>,
 449                 Requires<[FeatureHighWord]>;
 450   def LLCR    : UnaryRRE<"llc", 0xB994, zext8,  GR32, GR32>;
 451   // Expands to LLHR or RISB[LH]G, depending on the choice of registers.
 452   def LLHRMux : UnaryRRPseudo<"llh", zext16, GRX32, GRX32>,
 453                 Requires<[FeatureHighWord]>;
 454   def LLHR    : UnaryRRE<"llh", 0xB995, zext16, GR32, GR32>;
 455 }
 456
 457 // 64-bit extensions from registers.
 458 let neverHasSideEffects = 1 in {
 459   def LLGCR : UnaryRRE<"llgc", 0xB984, zext8,  GR64, GR64>;
 460   def LLGHR : UnaryRRE<"llgh", 0xB985, zext16, GR64, GR64>;
 461   def LLGFR : UnaryRRE<"llgf", 0xB916, zext32, GR64, GR32>;
 462 }
 463
 464 // Match 32-to-64-bit zero extensions in which the source is already
 465 // in a 64-bit register.
 466 def : Pat<(and GR64:$src, 0xffffffff),
 467           (LLGFR (EXTRACT_SUBREG GR64:$src, subreg_l32))>;
 468
 469 // 32-bit extensions from 8-bit memory.  LLCMux expands to LLC or LLCH,
 470 // depending on the choice of register.
 471 def LLCMux : UnaryRXYPseudo<"llc", azextloadi8, GRX32, 1>,
 472              Requires<[FeatureHighWord]>;
 473 def LLC  : UnaryRXY<"llc", 0xE394, azextloadi8, GR32, 1>;
 474 def LLCH : UnaryRXY<"llch", 0xE3C2, azextloadi8, GR32, 1>,
 475            Requires<[FeatureHighWord]>;
 476
 477 // 32-bit extensions from 16-bit memory.  LLHMux expands to LLH or LLHH,
 478 // depending on the choice of register.
 479 def LLHMux : UnaryRXYPseudo<"llh", azextloadi16, GRX32, 2>,
 480              Requires<[FeatureHighWord]>;
 481 def LLH   : UnaryRXY<"llh", 0xE395, azextloadi16, GR32, 2>;
 482 def LLHH  : UnaryRXY<"llhh", 0xE3C6, azextloadi16, GR32, 2>,
 483             Requires<[FeatureHighWord]>;
 484 def LLHRL : UnaryRILPC<"llhrl", 0xC42, aligned_azextloadi16, GR32>;
 485
 486 // 64-bit extensions from memory.
 487 def LLGC   : UnaryRXY<"llgc", 0xE390, azextloadi8,  GR64, 1>;
 488 def LLGH   : UnaryRXY<"llgh", 0xE391, azextloadi16, GR64, 2>;
 489 def LLGF   : UnaryRXY<"llgf", 0xE316, azextloadi32, GR64, 4>;
 490 def LLGHRL : UnaryRILPC<"llghrl", 0xC46, aligned_azextloadi16, GR64>;
 491 def LLGFRL : UnaryRILPC<"llgfrl", 0xC4E, aligned_azextloadi32, GR64>;
 492
 493 //===----------------------------------------------------------------------===//
 494 // Truncations
 495 //===----------------------------------------------------------------------===//
 496
 497 // Truncations of 64-bit registers to 32-bit registers.
 498 def : Pat<(i32 (trunc GR64:$src)),
 499           (EXTRACT_SUBREG GR64:$src, subreg_l32)>;
 500
 501 // Truncations of 32-bit registers to 8-bit memory.  STCMux expands to
 502 // STC, STCY or STCH, depending on the choice of register.
 503 def STCMux : StoreRXYPseudo<truncstorei8, GRX32, 1>,
 504              Requires<[FeatureHighWord]>;
 505 defm STC : StoreRXPair<"stc", 0x42, 0xE372, truncstorei8, GR32, 1>;
 506 def STCH : StoreRXY<"stch", 0xE3C3, truncstorei8, GRH32, 1>,
 507            Requires<[FeatureHighWord]>;
 508
 509 // Truncations of 32-bit registers to 16-bit memory.  STHMux expands to
 510 // STH, STHY or STHH, depending on the choice of register.
 511 def STHMux : StoreRXYPseudo<truncstorei16, GRX32, 1>,
 512              Requires<[FeatureHighWord]>;
 513 defm STH : StoreRXPair<"sth", 0x40, 0xE370, truncstorei16, GR32, 2>;
 514 def STHH : StoreRXY<"sthh", 0xE3C7, truncstorei16, GRH32, 2>,
 515            Requires<[FeatureHighWord]>;
 516 def STHRL : StoreRILPC<"sthrl", 0xC47, aligned_truncstorei16, GR32>;
 517
 518 // Truncations of 64-bit registers to memory.
 519 defm : StoreGR64Pair<STC, STCY, truncstorei8>;
 520 defm : StoreGR64Pair<STH, STHY, truncstorei16>;
 521 def  : StoreGR64PC<STHRL, aligned_truncstorei16>;
 522 defm : StoreGR64Pair<ST, STY, truncstorei32>;
 523 def  : StoreGR64PC<STRL, aligned_truncstorei32>;
 524
 525 //===----------------------------------------------------------------------===//
 526 // Multi-register moves
 527 //===----------------------------------------------------------------------===//
 528
 529 // Multi-register loads.
 530 def LMG : LoadMultipleRSY<"lmg", 0xEB04, GR64>;
 531
 532 // Multi-register stores.
 533 def STMG : StoreMultipleRSY<"stmg", 0xEB24, GR64>;
 534
 535 //===----------------------------------------------------------------------===//
 536 // Byte swaps
 537 //===----------------------------------------------------------------------===//
 538
 539 // Byte-swapping register moves.
 540 let neverHasSideEffects = 1 in {
 541   def LRVR  : UnaryRRE<"lrv",  0xB91F, bswap, GR32, GR32>;
 542   def LRVGR : UnaryRRE<"lrvg", 0xB90F, bswap, GR64, GR64>;
 543 }
 544
 545 // Byte-swapping loads.  Unlike normal loads, these instructions are
 546 // allowed to access storage more than once.
 547 def LRV  : UnaryRXY<"lrv",  0xE31E, loadu<bswap, nonvolatile_load>, GR32, 4>;
 548 def LRVG : UnaryRXY<"lrvg", 0xE30F, loadu<bswap, nonvolatile_load>, GR64, 8>;
 549
 550 // Likewise byte-swapping stores.
 551 def STRV  : StoreRXY<"strv", 0xE33E, storeu<bswap, nonvolatile_store>, GR32, 4>;
 552 def STRVG : StoreRXY<"strvg", 0xE32F, storeu<bswap, nonvolatile_store>,
 553                      GR64, 8>;
 554
 555 //===----------------------------------------------------------------------===//
 556 // Load address instructions
 557 //===----------------------------------------------------------------------===//
 558
 559 // Load BDX-style addresses.
 560 let neverHasSideEffects = 1, isAsCheapAsAMove = 1, isReMaterializable = 1,
 561     DispKey = "la" in {
 562   let DispSize = "12" in
 563     def LA : InstRX<0x41, (outs GR64:$R1), (ins laaddr12pair:$XBD2),
 564                     "la\t$R1, $XBD2",
 565                     [(set GR64:$R1, laaddr12pair:$XBD2)]>;
 566   let DispSize = "20" in
 567     def LAY : InstRXY<0xE371, (outs GR64:$R1), (ins laaddr20pair:$XBD2),
 568                       "lay\t$R1, $XBD2",
 569                       [(set GR64:$R1, laaddr20pair:$XBD2)]>;
 570 }
 571
 572 // Load a PC-relative address.  There's no version of this instruction
 573 // with a 16-bit offset, so there's no relaxation.
 574 let neverHasSideEffects = 1, isAsCheapAsAMove = 1, isMoveImm = 1,
 575     isReMaterializable = 1 in {
 576   def LARL : InstRIL<0xC00, (outs GR64:$R1), (ins pcrel32:$I2),
 577                      "larl\t$R1, $I2",
 578                      [(set GR64:$R1, pcrel32:$I2)]>;
 579 }
 580
 581 //===----------------------------------------------------------------------===//
 582 // Absolute and Negation
 583 //===----------------------------------------------------------------------===//
 584
 585 let Defs = [CC] in {
 586   let CCValues = 0xF, CompareZeroCCMask = 0x8 in {
 587     def LPR  : UnaryRR <"lp",  0x10,   z_iabs32, GR32, GR32>;
 588     def LPGR : UnaryRRE<"lpg", 0xB900, z_iabs64, GR64, GR64>;
 589   }
 590   let CCValues = 0xE, CompareZeroCCMask = 0xE in
 591     def LPGFR : UnaryRRE<"lpgf", 0xB910, null_frag, GR64, GR32>;
 592 }
 593 defm : SXU<z_iabs64, LPGFR>;
 594
 595 let Defs = [CC] in {
 596   let CCValues = 0xF, CompareZeroCCMask = 0x8 in {
 597     def LNR  : UnaryRR <"ln",  0x11,   z_inegabs32, GR32, GR32>;
 598     def LNGR : UnaryRRE<"lng", 0xB901, z_inegabs64, GR64, GR64>;
 599   }
 600   let CCValues = 0xE, CompareZeroCCMask = 0xE in
 601     def LNGFR : UnaryRRE<"lngf", 0xB911, null_frag, GR64, GR32>;
 602 }
 603 defm : SXU<z_inegabs64, LNGFR>;
 604
 605 let Defs = [CC] in {
 606   let CCValues = 0xF, CompareZeroCCMask = 0x8 in {
 607     def LCR  : UnaryRR <"lc",  0x13,   ineg, GR32, GR32>;
 608     def LCGR : UnaryRRE<"lcg", 0xB903, ineg, GR64, GR64>;
 609   }
 610   let CCValues = 0xE, CompareZeroCCMask = 0xE in
 611     def LCGFR : UnaryRRE<"lcgf", 0xB913, null_frag, GR64, GR32>;
 612 }
 613 defm : SXU<ineg, LCGFR>;
 614
 615 //===----------------------------------------------------------------------===//
 616 // Insertion
 617 //===----------------------------------------------------------------------===//
 618
 619 let isCodeGenOnly = 1 in
 620   defm IC32 : BinaryRXPair<"ic", 0x43, 0xE373, inserti8, GR32, azextloadi8, 1>;
 621 defm IC : BinaryRXPair<"ic", 0x43, 0xE373, inserti8, GR64, azextloadi8, 1>;
 622
 623 defm : InsertMem<"inserti8", IC32,  GR32, azextloadi8, bdxaddr12pair>;
 624 defm : InsertMem<"inserti8", IC32Y, GR32, azextloadi8, bdxaddr20pair>;
 625
 626 defm : InsertMem<"inserti8", IC,  GR64, azextloadi8, bdxaddr12pair>;
 627 defm : InsertMem<"inserti8", ICY, GR64, azextloadi8, bdxaddr20pair>;
 628
 629 // Insertions of a 16-bit immediate, leaving other bits unaffected.
 630 // We don't have or_as_insert equivalents of these operations because
 631 // OI is available instead.
 632 //
 633 // IIxMux expands to II[LH]x, depending on the choice of register.
 634 def IILMux : BinaryRIPseudo<insertll, GRX32, imm32ll16>,
 635              Requires<[FeatureHighWord]>;
 636 def IIHMux : BinaryRIPseudo<insertlh, GRX32, imm32lh16>,
 637              Requires<[FeatureHighWord]>;
 638 def IILL : BinaryRI<"iill", 0xA53, insertll, GR32, imm32ll16>;
 639 def IILH : BinaryRI<"iilh", 0xA52, insertlh, GR32, imm32lh16>;
 640 def IIHL : BinaryRI<"iihl", 0xA51, insertll, GRH32, imm32ll16>;
 641 def IIHH : BinaryRI<"iihh", 0xA50, insertlh, GRH32, imm32lh16>;
 642 def IILL64 : BinaryAliasRI<insertll, GR64, imm64ll16>;
 643 def IILH64 : BinaryAliasRI<insertlh, GR64, imm64lh16>;
 644 def IIHL64 : BinaryAliasRI<inserthl, GR64, imm64hl16>;
 645 def IIHH64 : BinaryAliasRI<inserthh, GR64, imm64hh16>;
 646
 647 // ...likewise for 32-bit immediates.  For GR32s this is a general
 648 // full-width move.  (We use IILF rather than something like LLILF
 649 // for 32-bit moves because IILF leaves the upper 32 bits of the
 650 // GR64 unchanged.)
 651 let isAsCheapAsAMove = 1, isMoveImm = 1, isReMaterializable = 1 in {
 652   def IIFMux : UnaryRIPseudo<bitconvert, GRX32, uimm32>,
 653                Requires<[FeatureHighWord]>;
 654   def IILF : UnaryRIL<"iilf", 0xC09, bitconvert, GR32, uimm32>;
 655   def IIHF : UnaryRIL<"iihf", 0xC08, bitconvert, GRH32, uimm32>;
 656 }
 657 def IILF64 : BinaryAliasRIL<insertlf, GR64, imm64lf32>;
 658 def IIHF64 : BinaryAliasRIL<inserthf, GR64, imm64hf32>;
 659
 660 // An alternative model of inserthf, with the first operand being
 661 // a zero-extended value.
 662 def : Pat<(or (zext32 GR32:$src), imm64hf32:$imm),
 663           (IIHF64 (INSERT_SUBREG (i64 (IMPLICIT_DEF)), GR32:$src, subreg_l32),
 664                   imm64hf32:$imm)>;
 665
 666 //===----------------------------------------------------------------------===//
 667 // Addition
 668 //===----------------------------------------------------------------------===//
 669
 670 // Plain addition.
 671 let Defs = [CC], CCValues = 0xF, CompareZeroCCMask = 0x8 in {
 672   // Addition of a register.
 673   let isCommutable = 1 in {
 674     defm AR : BinaryRRAndK<"a", 0x1A, 0xB9F8, add, GR32, GR32>;
 675     defm AGR : BinaryRREAndK<"ag", 0xB908, 0xB9E8, add, GR64, GR64>;
 676   }
 677   def AGFR : BinaryRRE<"agf", 0xB918, null_frag, GR64, GR32>;
 678
 679   // Addition of signed 16-bit immediates.
 680   defm AHI  : BinaryRIAndK<"ahi",  0xA7A, 0xECD8, add, GR32, imm32sx16>;
 681   defm AGHI : BinaryRIAndK<"aghi", 0xA7B, 0xECD9, add, GR64, imm64sx16>;
 682
 683   // Addition of signed 32-bit immediates.
 684   def AFI  : BinaryRIL<"afi",  0xC29, add, GR32, simm32>;
 685   def AGFI : BinaryRIL<"agfi", 0xC28, add, GR64, imm64sx32>;
 686
 687   // Addition of memory.
 688   defm AH  : BinaryRXPair<"ah", 0x4A, 0xE37A, add, GR32, asextloadi16, 2>;
 689   defm A   : BinaryRXPair<"a",  0x5A, 0xE35A, add, GR32, load, 4>;
 690   def  AGF : BinaryRXY<"agf", 0xE318, add, GR64, asextloadi32, 4>;
 691   def  AG  : BinaryRXY<"ag",  0xE308, add, GR64, load, 8>;
 692
 693   // Addition to memory.
 694   def ASI  : BinarySIY<"asi",  0xEB6A, add, imm32sx8>;
 695   def AGSI : BinarySIY<"agsi", 0xEB7A, add, imm64sx8>;
 696 }
 697 defm : SXB<add, GR64, AGFR>;
 698
 699 // Addition producing a carry.
 700 let Defs = [CC] in {
 701   // Addition of a register.
 702   let isCommutable = 1 in {
 703     defm ALR : BinaryRRAndK<"al", 0x1E, 0xB9FA, addc, GR32, GR32>;
 704     defm ALGR : BinaryRREAndK<"alg", 0xB90A, 0xB9EA, addc, GR64, GR64>;
 705   }
 706   def ALGFR : BinaryRRE<"algf", 0xB91A, null_frag, GR64, GR32>;
 707
 708   // Addition of signed 16-bit immediates.
 709   def ALHSIK  : BinaryRIE<"alhsik",  0xECDA, addc, GR32, imm32sx16>,
 710                 Requires<[FeatureDistinctOps]>;
 711   def ALGHSIK : BinaryRIE<"alghsik", 0xECDB, addc, GR64, imm64sx16>,
 712                 Requires<[FeatureDistinctOps]>;
 713
 714   // Addition of unsigned 32-bit immediates.
 715   def ALFI  : BinaryRIL<"alfi",  0xC2B, addc, GR32, uimm32>;
 716   def ALGFI : BinaryRIL<"algfi", 0xC2A, addc, GR64, imm64zx32>;
 717
 718   // Addition of memory.
 719   defm AL   : BinaryRXPair<"al", 0x5E, 0xE35E, addc, GR32, load, 4>;
 720   def  ALGF : BinaryRXY<"algf", 0xE31A, addc, GR64, azextloadi32, 4>;
 721   def  ALG  : BinaryRXY<"alg",  0xE30A, addc, GR64, load, 8>;
 722 }
 723 defm : ZXB<addc, GR64, ALGFR>;
 724
 725 // Addition producing and using a carry.
 726 let Defs = [CC], Uses = [CC] in {
 727   // Addition of a register.
 728   def ALCR  : BinaryRRE<"alc",  0xB998, adde, GR32, GR32>;
 729   def ALCGR : BinaryRRE<"alcg", 0xB988, adde, GR64, GR64>;
 730
 731   // Addition of memory.
 732   def ALC  : BinaryRXY<"alc",  0xE398, adde, GR32, load, 4>;
 733   def ALCG : BinaryRXY<"alcg", 0xE388, adde, GR64, load, 8>;
 734 }
 735
 736 //===----------------------------------------------------------------------===//
 737 // Subtraction
 738 //===----------------------------------------------------------------------===//
 739
 740 // Plain substraction.  Although immediate forms exist, we use the
 741 // add-immediate instruction instead.
 742 let Defs = [CC], CCValues = 0xF, CompareZeroCCMask = 0x8 in {
 743   // Subtraction of a register.
 744   defm SR : BinaryRRAndK<"s", 0x1B, 0xB9F9, sub, GR32, GR32>;
 745   def SGFR : BinaryRRE<"sgf", 0xB919, null_frag, GR64, GR32>;
 746   defm SGR : BinaryRREAndK<"sg", 0xB909, 0xB9E9, sub, GR64, GR64>;
 747
 748   // Subtraction of memory.
 749   defm SH  : BinaryRXPair<"sh", 0x4B, 0xE37B, sub, GR32, asextloadi16, 2>;
 750   defm S   : BinaryRXPair<"s", 0x5B, 0xE35B, sub, GR32, load, 4>;
 751   def  SGF : BinaryRXY<"sgf", 0xE319, sub, GR64, asextloadi32, 4>;
 752   def  SG  : BinaryRXY<"sg",  0xE309, sub, GR64, load, 8>;
 753 }
 754 defm : SXB<sub, GR64, SGFR>;
 755
 756 // Subtraction producing a carry.
 757 let Defs = [CC] in {
 758   // Subtraction of a register.
 759   defm SLR : BinaryRRAndK<"sl", 0x1F, 0xB9FB, subc, GR32, GR32>;
 760   def SLGFR : BinaryRRE<"slgf", 0xB91B, null_frag, GR64, GR32>;
 761   defm SLGR : BinaryRREAndK<"slg", 0xB90B, 0xB9EB, subc, GR64, GR64>;
 762
 763   // Subtraction of unsigned 32-bit immediates.  These don't match
 764   // subc because we prefer addc for constants.
 765   def SLFI  : BinaryRIL<"slfi",  0xC25, null_frag, GR32, uimm32>;
 766   def SLGFI : BinaryRIL<"slgfi", 0xC24, null_frag, GR64, imm64zx32>;
 767
 768   // Subtraction of memory.
 769   defm SL   : BinaryRXPair<"sl", 0x5F, 0xE35F, subc, GR32, load, 4>;
 770   def  SLGF : BinaryRXY<"slgf", 0xE31B, subc, GR64, azextloadi32, 4>;
 771   def  SLG  : BinaryRXY<"slg",  0xE30B, subc, GR64, load, 8>;
 772 }
 773 defm : ZXB<subc, GR64, SLGFR>;
 774
 775 // Subtraction producing and using a carry.
 776 let Defs = [CC], Uses = [CC] in {
 777   // Subtraction of a register.
 778   def SLBR  : BinaryRRE<"slb",  0xB999, sube, GR32, GR32>;
 779   def SLGBR : BinaryRRE<"slbg", 0xB989, sube, GR64, GR64>;
 780
 781   // Subtraction of memory.
 782   def SLB  : BinaryRXY<"slb",  0xE399, sube, GR32, load, 4>;
 783   def SLBG : BinaryRXY<"slbg", 0xE389, sube, GR64, load, 8>;
 784 }
 785
 786 //===----------------------------------------------------------------------===//
 787 // AND
 788 //===----------------------------------------------------------------------===//
 789
 790 let Defs = [CC] in {
 791   // ANDs of a register.
 792   let isCommutable = 1, CCValues = 0xC, CompareZeroCCMask = 0x8 in {
 793     defm NR : BinaryRRAndK<"n", 0x14, 0xB9F4, and, GR32, GR32>;
 794     defm NGR : BinaryRREAndK<"ng", 0xB980, 0xB9E4, and, GR64, GR64>;
 795   }
 796
 797   let isConvertibleToThreeAddress = 1 in {
 798     // ANDs of a 16-bit immediate, leaving other bits unaffected.
 799     // The CC result only reflects the 16-bit field, not the full register.
 800     //
 801     // NIxMux expands to NI[LH]x, depending on the choice of register.
 802     def NILMux : BinaryRIPseudo<and, GRX32, imm32ll16c>,
 803                  Requires<[FeatureHighWord]>;
 804     def NIHMux : BinaryRIPseudo<and, GRX32, imm32lh16c>,
 805                  Requires<[FeatureHighWord]>;
 806     def NILL : BinaryRI<"nill", 0xA57, and, GR32, imm32ll16c>;
 807     def NILH : BinaryRI<"nilh", 0xA56, and, GR32, imm32lh16c>;
 808     def NIHL : BinaryRI<"nihl", 0xA55, and, GRH32, imm32ll16c>;
 809     def NIHH : BinaryRI<"nihh", 0xA54, and, GRH32, imm32lh16c>;
 810     def NILL64 : BinaryAliasRI<and, GR64, imm64ll16c>;
 811     def NILH64 : BinaryAliasRI<and, GR64, imm64lh16c>;
 812     def NIHL64 : BinaryAliasRI<and, GR64, imm64hl16c>;
 813     def NIHH64 : BinaryAliasRI<and, GR64, imm64hh16c>;
 814
 815     // ANDs of a 32-bit immediate, leaving other bits unaffected.
 816     // The CC result only reflects the 32-bit field, which means we can
 817     // use it as a zero indicator for i32 operations but not otherwise.
 818     let CCValues = 0xC, CompareZeroCCMask = 0x8 in {
 819       // Expands to NILF or NIHF, depending on the choice of register.
 820       def NIFMux : BinaryRIPseudo<and, GRX32, uimm32>,
 821                    Requires<[FeatureHighWord]>;
 822       def NILF : BinaryRIL<"nilf", 0xC0B, and, GR32, uimm32>;
 823       def NIHF : BinaryRIL<"nihf", 0xC0A, and, GRH32, uimm32>;
 824     }
 825     def NILF64 : BinaryAliasRIL<and, GR64, imm64lf32c>;
 826     def NIHF64 : BinaryAliasRIL<and, GR64, imm64hf32c>;
 827   }
 828
 829   // ANDs of memory.
 830   let CCValues = 0xC, CompareZeroCCMask = 0x8 in {
 831     defm N  : BinaryRXPair<"n", 0x54, 0xE354, and, GR32, load, 4>;
 832     def  NG : BinaryRXY<"ng", 0xE380, and, GR64, load, 8>;
 833   }
 834
 835   // AND to memory
 836   defm NI : BinarySIPair<"ni", 0x94, 0xEB54, null_frag, uimm8>;
 837
 838   // Block AND.
 839   let mayLoad = 1, mayStore = 1 in
 840     defm NC : MemorySS<"nc", 0xD4, z_nc, z_nc_loop>;
 841 }
 842 defm : RMWIByte<and, bdaddr12pair, NI>;
 843 defm : RMWIByte<and, bdaddr20pair, NIY>;
 844
 845 //===----------------------------------------------------------------------===//
 846 // OR
 847 //===----------------------------------------------------------------------===//
 848
 849 let Defs = [CC] in {
 850   // ORs of a register.
 851   let isCommutable = 1, CCValues = 0xC, CompareZeroCCMask = 0x8 in {
 852     defm OR : BinaryRRAndK<"o", 0x16, 0xB9F6, or, GR32, GR32>;
 853     defm OGR : BinaryRREAndK<"og", 0xB981, 0xB9E6, or, GR64, GR64>;
 854   }
 855
 856   // ORs of a 16-bit immediate, leaving other bits unaffected.
 857   // The CC result only reflects the 16-bit field, not the full register.
 858   //
 859   // OIxMux expands to OI[LH]x, depending on the choice of register.
 860   def OILMux : BinaryRIPseudo<or, GRX32, imm32ll16>,
 861                Requires<[FeatureHighWord]>;
 862   def OIHMux : BinaryRIPseudo<or, GRX32, imm32lh16>,
 863                Requires<[FeatureHighWord]>;
 864   def OILL : BinaryRI<"oill", 0xA5B, or, GR32, imm32ll16>;
 865   def OILH : BinaryRI<"oilh", 0xA5A, or, GR32, imm32lh16>;
 866   def OIHL : BinaryRI<"oihl", 0xA59, or, GRH32, imm32ll16>;
 867   def OIHH : BinaryRI<"oihh", 0xA58, or, GRH32, imm32lh16>;
 868   def OILL64 : BinaryAliasRI<or, GR64, imm64ll16>;
 869   def OILH64 : BinaryAliasRI<or, GR64, imm64lh16>;
 870   def OIHL64 : BinaryAliasRI<or, GR64, imm64hl16>;
 871   def OIHH64 : BinaryAliasRI<or, GR64, imm64hh16>;
 872
 873   // ORs of a 32-bit immediate, leaving other bits unaffected.
 874   // The CC result only reflects the 32-bit field, which means we can
 875   // use it as a zero indicator for i32 operations but not otherwise.
 876   let CCValues = 0xC, CompareZeroCCMask = 0x8 in {
 877     // Expands to OILF or OIHF, depending on the choice of register.
 878     def OIFMux : BinaryRIPseudo<or, GRX32, uimm32>,
 879                  Requires<[FeatureHighWord]>;
 880     def OILF : BinaryRIL<"oilf", 0xC0D, or, GR32, uimm32>;
 881     def OIHF : BinaryRIL<"oihf", 0xC0C, or, GRH32, uimm32>;
 882   }
 883   def OILF64 : BinaryAliasRIL<or, GR64, imm64lf32>;
 884   def OIHF64 : BinaryAliasRIL<or, GR64, imm64hf32>;
 885
 886   // ORs of memory.
 887   let CCValues = 0xC, CompareZeroCCMask = 0x8 in {
 888     defm O  : BinaryRXPair<"o", 0x56, 0xE356, or, GR32, load, 4>;
 889     def  OG : BinaryRXY<"og", 0xE381, or, GR64, load, 8>;
 890   }
 891
 892   // OR to memory
 893   defm OI : BinarySIPair<"oi", 0x96, 0xEB56, null_frag, uimm8>;
 894
 895   // Block OR.
 896   let mayLoad = 1, mayStore = 1 in
 897     defm OC : MemorySS<"oc", 0xD6, z_oc, z_oc_loop>;
 898 }
 899 defm : RMWIByte<or, bdaddr12pair, OI>;
 900 defm : RMWIByte<or, bdaddr20pair, OIY>;
 901
 902 //===----------------------------------------------------------------------===//
 903 // XOR
 904 //===----------------------------------------------------------------------===//
 905
 906 let Defs = [CC] in {
 907   // XORs of a register.
 908   let isCommutable = 1, CCValues = 0xC, CompareZeroCCMask = 0x8 in {
 909     defm XR : BinaryRRAndK<"x", 0x17, 0xB9F7, xor, GR32, GR32>;
 910     defm XGR : BinaryRREAndK<"xg", 0xB982, 0xB9E7, xor, GR64, GR64>;
 911   }
 912
 913   // XORs of a 32-bit immediate, leaving other bits unaffected.
 914   // The CC result only reflects the 32-bit field, which means we can
 915   // use it as a zero indicator for i32 operations but not otherwise.
 916   let CCValues = 0xC, CompareZeroCCMask = 0x8 in {
 917     // Expands to XILF or XIHF, depending on the choice of register.
 918     def XIFMux : BinaryRIPseudo<xor, GRX32, uimm32>,
 919                  Requires<[FeatureHighWord]>;
 920     def XILF : BinaryRIL<"xilf", 0xC07, xor, GR32, uimm32>;
 921     def XIHF : BinaryRIL<"xihf", 0xC06, xor, GRH32, uimm32>;
 922   }
 923   def XILF64 : BinaryAliasRIL<xor, GR64, imm64lf32>;
 924   def XIHF64 : BinaryAliasRIL<xor, GR64, imm64hf32>;
 925
 926   // XORs of memory.
 927   let CCValues = 0xC, CompareZeroCCMask = 0x8 in {
 928     defm X  : BinaryRXPair<"x",0x57, 0xE357, xor, GR32, load, 4>;
 929     def  XG : BinaryRXY<"xg", 0xE382, xor, GR64, load, 8>;
 930   }
 931
 932   // XOR to memory
 933   defm XI : BinarySIPair<"xi", 0x97, 0xEB57, null_frag, uimm8>;
 934
 935   // Block XOR.
 936   let mayLoad = 1, mayStore = 1 in
 937     defm XC : MemorySS<"xc", 0xD7, z_xc, z_xc_loop>;
 938 }
 939 defm : RMWIByte<xor, bdaddr12pair, XI>;
 940 defm : RMWIByte<xor, bdaddr20pair, XIY>;
 941
 942 //===----------------------------------------------------------------------===//
 943 // Multiplication
 944 //===----------------------------------------------------------------------===//
 945
 946 // Multiplication of a register.
 947 let isCommutable = 1 in {
 948   def MSR  : BinaryRRE<"ms",  0xB252, mul, GR32, GR32>;
 949   def MSGR : BinaryRRE<"msg", 0xB90C, mul, GR64, GR64>;
 950 }
 951 def MSGFR : BinaryRRE<"msgf", 0xB91C, null_frag, GR64, GR32>;
 952 defm : SXB<mul, GR64, MSGFR>;
 953
 954 // Multiplication of a signed 16-bit immediate.
 955 def MHI  : BinaryRI<"mhi",  0xA7C, mul, GR32, imm32sx16>;
 956 def MGHI : BinaryRI<"mghi", 0xA7D, mul, GR64, imm64sx16>;
 957
 958 // Multiplication of a signed 32-bit immediate.
 959 def MSFI  : BinaryRIL<"msfi",  0xC21, mul, GR32, simm32>;
 960 def MSGFI : BinaryRIL<"msgfi", 0xC20, mul, GR64, imm64sx32>;
 961
 962 // Multiplication of memory.
 963 defm MH   : BinaryRXPair<"mh", 0x4C, 0xE37C, mul, GR32, asextloadi16, 2>;
 964 defm MS   : BinaryRXPair<"ms", 0x71, 0xE351, mul, GR32, load, 4>;
 965 def  MSGF : BinaryRXY<"msgf", 0xE31C, mul, GR64, asextloadi32, 4>;
 966 def  MSG  : BinaryRXY<"msg",  0xE30C, mul, GR64, load, 8>;
 967
 968 // Multiplication of a register, producing two results.
 969 def MLGR : BinaryRRE<"mlg", 0xB986, z_umul_lohi64, GR128, GR64>;
 970
 971 // Multiplication of memory, producing two results.
 972 def MLG : BinaryRXY<"mlg", 0xE386, z_umul_lohi64, GR128, load, 8>;
 973
 974 //===----------------------------------------------------------------------===//
 975 // Division and remainder
 976 //===----------------------------------------------------------------------===//
 977
 978 // Division and remainder, from registers.
 979 def DSGFR : BinaryRRE<"dsgf", 0xB91D, z_sdivrem32, GR128, GR32>;
 980 def DSGR  : BinaryRRE<"dsg",  0xB90D, z_sdivrem64, GR128, GR64>;
 981 def DLR   : BinaryRRE<"dl",   0xB997, z_udivrem32, GR128, GR32>;
 982 def DLGR  : BinaryRRE<"dlg",  0xB987, z_udivrem64, GR128, GR64>;
 983
 984 // Division and remainder, from memory.
 985 def DSGF : BinaryRXY<"dsgf", 0xE31D, z_sdivrem32, GR128, load, 4>;
 986 def DSG  : BinaryRXY<"dsg",  0xE30D, z_sdivrem64, GR128, load, 8>;
 987 def DL   : BinaryRXY<"dl",   0xE397, z_udivrem32, GR128, load, 4>;
 988 def DLG  : BinaryRXY<"dlg",  0xE387, z_udivrem64, GR128, load, 8>;
 989
 990 //===----------------------------------------------------------------------===//
 991 // Shifts
 992 //===----------------------------------------------------------------------===//
 993
 994 // Shift left.
 995 let neverHasSideEffects = 1 in {
 996   defm SLL : ShiftRSAndK<"sll", 0x89, 0xEBDF, shl, GR32>;
 997   def SLLG : ShiftRSY<"sllg", 0xEB0D, shl, GR64>;
 998 }
 999
1000 // Logical shift right.
1001 let neverHasSideEffects = 1 in {
1002   defm SRL : ShiftRSAndK<"srl", 0x88, 0xEBDE, srl, GR32>;
1003   def SRLG : ShiftRSY<"srlg", 0xEB0C, srl, GR64>;
1004 }
1005
1006 // Arithmetic shift right.
1007 let Defs = [CC], CCValues = 0xE, CompareZeroCCMask = 0xE in {
1008   defm SRA : ShiftRSAndK<"sra", 0x8A, 0xEBDC, sra, GR32>;
1009   def SRAG : ShiftRSY<"srag", 0xEB0A, sra, GR64>;
1010 }
1011
1012 // Rotate left.
1013 let neverHasSideEffects = 1 in {
1014   def RLL  : ShiftRSY<"rll",  0xEB1D, rotl, GR32>;
1015   def RLLG : ShiftRSY<"rllg", 0xEB1C, rotl, GR64>;
1016 }
1017
1018 // Rotate second operand left and inserted selected bits into first operand.
1019 // These can act like 32-bit operands provided that the constant start and
1020 // end bits (operands 2 and 3) are in the range [32, 64).
1021 let Defs = [CC] in {
1022   let isCodeGenOnly = 1 in
1023     def RISBG32 : RotateSelectRIEf<"risbg", 0xEC55, GR32, GR32>;
1024   let CCValues = 0xE, CompareZeroCCMask = 0xE in
1025     def RISBG : RotateSelectRIEf<"risbg", 0xEC55, GR64, GR64>;
1026 }
1027
1028 // Forms of RISBG that only affect one word of the destination register.
1029 // They do not set CC.
1030 def RISBMux : RotateSelectRIEfPseudo<GRX32, GRX32>, Requires<[FeatureHighWord]>;
1031 def RISBLL  : RotateSelectAliasRIEf<GR32,  GR32>,  Requires<[FeatureHighWord]>;
1032 def RISBLH  : RotateSelectAliasRIEf<GR32,  GRH32>, Requires<[FeatureHighWord]>;
1033 def RISBHL  : RotateSelectAliasRIEf<GRH32, GR32>,  Requires<[FeatureHighWord]>;
1034 def RISBHH  : RotateSelectAliasRIEf<GRH32, GRH32>, Requires<[FeatureHighWord]>;
1035 def RISBLG  : RotateSelectRIEf<"risblg", 0xEC51, GR32, GR64>,
1036               Requires<[FeatureHighWord]>;
1037 def RISBHG  : RotateSelectRIEf<"risbhg", 0xEC5D, GRH32, GR64>,
1038               Requires<[FeatureHighWord]>;
1039
1040 // Rotate second operand left and perform a logical operation with selected
1041 // bits of the first operand.  The CC result only describes the selected bits,
1042 // so isn't useful for a full comparison against zero.
1043 let Defs = [CC] in {
1044   def RNSBG : RotateSelectRIEf<"rnsbg", 0xEC54, GR64, GR64>;
1045   def ROSBG : RotateSelectRIEf<"rosbg", 0xEC56, GR64, GR64>;
1046   def RXSBG : RotateSelectRIEf<"rxsbg", 0xEC57, GR64, GR64>;
1047 }
1048
1049 //===----------------------------------------------------------------------===//
1050 // Comparison
1051 //===----------------------------------------------------------------------===//
1052
1053 // Signed comparisons.  We put these before the unsigned comparisons because
1054 // some of the signed forms have COMPARE AND BRANCH equivalents whereas none
1055 // of the unsigned forms do.
1056 let Defs = [CC], CCValues = 0xE in {
1057   // Comparison with a register.
1058   def CR   : CompareRR <"c",   0x19,   z_scmp,    GR32, GR32>;
1059   def CGFR : CompareRRE<"cgf", 0xB930, null_frag, GR64, GR32>;
1060   def CGR  : CompareRRE<"cg",  0xB920, z_scmp,    GR64, GR64>;
1061
1062   // Comparison with a signed 16-bit immediate.
1063   def CHI  : CompareRI<"chi",  0xA7E, z_scmp, GR32, imm32sx16>;
1064   def CGHI : CompareRI<"cghi", 0xA7F, z_scmp, GR64, imm64sx16>;
1065
1066   // Comparison with a signed 32-bit immediate.
1067   def CFI  : CompareRIL<"cfi",  0xC2D, z_scmp, GR32, simm32>;
1068   def CGFI : CompareRIL<"cgfi", 0xC2C, z_scmp, GR64, imm64sx32>;
1069
1070   // Comparison with memory.
1071   defm CH    : CompareRXPair<"ch", 0x49, 0xE379, z_scmp, GR32, asextloadi16, 2>;
1072   defm C     : CompareRXPair<"c",  0x59, 0xE359, z_scmp, GR32, load, 4>;
1073   def  CGH   : CompareRXY<"cgh", 0xE334, z_scmp, GR64, asextloadi16, 2>;
1074   def  CGF   : CompareRXY<"cgf", 0xE330, z_scmp, GR64, asextloadi32, 4>;
1075   def  CG    : CompareRXY<"cg",  0xE320, z_scmp, GR64, load, 8>;
1076   def  CHRL  : CompareRILPC<"chrl",  0xC65, z_scmp, GR32, aligned_asextloadi16>;
1077   def  CRL   : CompareRILPC<"crl",   0xC6D, z_scmp, GR32, aligned_load>;
1078   def  CGHRL : CompareRILPC<"cghrl", 0xC64, z_scmp, GR64, aligned_asextloadi16>;
1079   def  CGFRL : CompareRILPC<"cgfrl", 0xC6C, z_scmp, GR64, aligned_asextloadi32>;
1080   def  CGRL  : CompareRILPC<"cgrl",  0xC68, z_scmp, GR64, aligned_load>;
1081
1082   // Comparison between memory and a signed 16-bit immediate.
1083   def CHHSI : CompareSIL<"chhsi", 0xE554, z_scmp, asextloadi16, imm32sx16>;
1084   def CHSI  : CompareSIL<"chsi",  0xE55C, z_scmp, load, imm32sx16>;
1085   def CGHSI : CompareSIL<"cghsi", 0xE558, z_scmp, load, imm64sx16>;
1086 }
1087 defm : SXB<z_scmp, GR64, CGFR>;
1088
1089 // Unsigned comparisons.
1090 let Defs = [CC], CCValues = 0xE, IsLogical = 1 in {
1091   // Comparison with a register.
1092   def CLR   : CompareRR <"cl",   0x15,   z_ucmp,    GR32, GR32>;
1093   def CLGFR : CompareRRE<"clgf", 0xB931, null_frag, GR64, GR32>;
1094   def CLGR  : CompareRRE<"clg",  0xB921, z_ucmp,    GR64, GR64>;
1095
1096   // Comparison with a signed 32-bit immediate.
1097   def CLFI  : CompareRIL<"clfi",  0xC2F, z_ucmp, GR32, uimm32>;
1098   def CLGFI : CompareRIL<"clgfi", 0xC2E, z_ucmp, GR64, imm64zx32>;
1099
1100   // Comparison with memory.
1101   defm CL     : CompareRXPair<"cl", 0x55, 0xE355, z_ucmp, GR32, load, 4>;
1102   def  CLGF   : CompareRXY<"clgf", 0xE331, z_ucmp, GR64, azextloadi32, 4>;
1103   def  CLG    : CompareRXY<"clg",  0xE321, z_ucmp, GR64, load, 8>;
1104   def  CLHRL  : CompareRILPC<"clhrl",  0xC67, z_ucmp, GR32,
1105                              aligned_azextloadi16>;
1106   def  CLRL   : CompareRILPC<"clrl",   0xC6F, z_ucmp, GR32,
1107                              aligned_load>;
1108   def  CLGHRL : CompareRILPC<"clghrl", 0xC66, z_ucmp, GR64,
1109                              aligned_azextloadi16>;
1110   def  CLGFRL : CompareRILPC<"clgfrl", 0xC6E, z_ucmp, GR64,
1111                              aligned_azextloadi32>;
1112   def  CLGRL  : CompareRILPC<"clgrl",  0xC6A, z_ucmp, GR64,
1113                              aligned_load>;
1114
1115   // Comparison between memory and an unsigned 8-bit immediate.
1116   defm CLI : CompareSIPair<"cli", 0x95, 0xEB55, z_ucmp, azextloadi8, imm32zx8>;
1117
1118   // Comparison between memory and an unsigned 16-bit immediate.
1119   def CLHHSI : CompareSIL<"clhhsi", 0xE555, z_ucmp, azextloadi16, imm32zx16>;
1120   def CLFHSI : CompareSIL<"clfhsi", 0xE55D, z_ucmp, load, imm32zx16>;
1121   def CLGHSI : CompareSIL<"clghsi", 0xE559, z_ucmp, load, imm64zx16>;
1122 }
1123 defm : ZXB<z_ucmp, GR64, CLGFR>;
1124
1125 // Memory-to-memory comparison.
1126 let mayLoad = 1, Defs = [CC] in
1127   defm CLC : MemorySS<"clc", 0xD5, z_clc, z_clc_loop>;
1128
1129 // String comparison.
1130 let mayLoad = 1, Defs = [CC], Uses = [R0L] in
1131   defm CLST : StringRRE<"clst", 0xB25D, z_strcmp>;
1132
1133 // Test under mask.
1134 let Defs = [CC] in {
1135   def TMLL : CompareRI<"tmll", 0xA71, z_tm_reg, GR32, imm32ll16>;
1136   def TMLH : CompareRI<"tmlh", 0xA70, z_tm_reg, GR32, imm32lh16>;
1137
1138   def TMHL : CompareRI<"tmhl", 0xA73, z_tm_reg, GR64, imm64hl16>;
1139   def TMHH : CompareRI<"tmhh", 0xA72, z_tm_reg, GR64, imm64hh16>;
1140
1141   defm TM : CompareSIPair<"tm", 0x91, 0xEB51, z_tm_mem, anyextloadi8, imm32zx8>;
1142 }
1143 def : CompareGR64RI<TMLL, z_tm_reg, imm64ll16>;
1144 def : CompareGR64RI<TMLH, z_tm_reg, imm64lh16>;
1145
1146 //===----------------------------------------------------------------------===//
1147 // Prefetch
1148 //===----------------------------------------------------------------------===//
1149
1150 def PFD : PrefetchRXY<"pfd", 0xE336, z_prefetch>;
1151 def PFDRL : PrefetchRILPC<"pfdrl", 0xC62, z_prefetch>;
1152
1153 //===----------------------------------------------------------------------===//
1154 // Atomic operations
1155 //===----------------------------------------------------------------------===//
1156
1157 def ATOMIC_SWAPW        : AtomicLoadWBinaryReg<z_atomic_swapw>;
1158 def ATOMIC_SWAP_32      : AtomicLoadBinaryReg32<atomic_swap_32>;
1159 def ATOMIC_SWAP_64      : AtomicLoadBinaryReg64<atomic_swap_64>;
1160
1161 def ATOMIC_LOADW_AR     : AtomicLoadWBinaryReg<z_atomic_loadw_add>;
1162 def ATOMIC_LOADW_AFI    : AtomicLoadWBinaryImm<z_atomic_loadw_add, simm32>;
1163 def ATOMIC_LOAD_AR      : AtomicLoadBinaryReg32<atomic_load_add_32>;
1164 def ATOMIC_LOAD_AHI     : AtomicLoadBinaryImm32<atomic_load_add_32, imm32sx16>;
1165 def ATOMIC_LOAD_AFI     : AtomicLoadBinaryImm32<atomic_load_add_32, simm32>;
1166 def ATOMIC_LOAD_AGR     : AtomicLoadBinaryReg64<atomic_load_add_64>;
1167 def ATOMIC_LOAD_AGHI    : AtomicLoadBinaryImm64<atomic_load_add_64, imm64sx16>;
1168 def ATOMIC_LOAD_AGFI    : AtomicLoadBinaryImm64<atomic_load_add_64, imm64sx32>;
1169
1170 def ATOMIC_LOADW_SR     : AtomicLoadWBinaryReg<z_atomic_loadw_sub>;
1171 def ATOMIC_LOAD_SR      : AtomicLoadBinaryReg32<atomic_load_sub_32>;
1172 def ATOMIC_LOAD_SGR     : AtomicLoadBinaryReg64<atomic_load_sub_64>;
1173
1174 def ATOMIC_LOADW_NR     : AtomicLoadWBinaryReg<z_atomic_loadw_and>;
1175 def ATOMIC_LOADW_NILH   : AtomicLoadWBinaryImm<z_atomic_loadw_and, imm32lh16c>;
1176 def ATOMIC_LOAD_NR      : AtomicLoadBinaryReg32<atomic_load_and_32>;
1177 def ATOMIC_LOAD_NILL    : AtomicLoadBinaryImm32<atomic_load_and_32, imm32ll16c>;
1178 def ATOMIC_LOAD_NILH    : AtomicLoadBinaryImm32<atomic_load_and_32, imm32lh16c>;
1179 def ATOMIC_LOAD_NILF    : AtomicLoadBinaryImm32<atomic_load_and_32, uimm32>;
1180 def ATOMIC_LOAD_NGR     : AtomicLoadBinaryReg64<atomic_load_and_64>;
1181 def ATOMIC_LOAD_NILL64  : AtomicLoadBinaryImm64<atomic_load_and_64, imm64ll16c>;
1182 def ATOMIC_LOAD_NILH64  : AtomicLoadBinaryImm64<atomic_load_and_64, imm64lh16c>;
1183 def ATOMIC_LOAD_NIHL64  : AtomicLoadBinaryImm64<atomic_load_and_64, imm64hl16c>;
1184 def ATOMIC_LOAD_NIHH64  : AtomicLoadBinaryImm64<atomic_load_and_64, imm64hh16c>;
1185 def ATOMIC_LOAD_NILF64  : AtomicLoadBinaryImm64<atomic_load_and_64, imm64lf32c>;
1186 def ATOMIC_LOAD_NIHF64  : AtomicLoadBinaryImm64<atomic_load_and_64, imm64hf32c>;
1187
1188 def ATOMIC_LOADW_OR     : AtomicLoadWBinaryReg<z_atomic_loadw_or>;
1189 def ATOMIC_LOADW_OILH   : AtomicLoadWBinaryImm<z_atomic_loadw_or, imm32lh16>;
1190 def ATOMIC_LOAD_OR      : AtomicLoadBinaryReg32<atomic_load_or_32>;
1191 def ATOMIC_LOAD_OILL    : AtomicLoadBinaryImm32<atomic_load_or_32, imm32ll16>;
1192 def ATOMIC_LOAD_OILH    : AtomicLoadBinaryImm32<atomic_load_or_32, imm32lh16>;
1193 def ATOMIC_LOAD_OILF    : AtomicLoadBinaryImm32<atomic_load_or_32, uimm32>;
1194 def ATOMIC_LOAD_OGR     : AtomicLoadBinaryReg64<atomic_load_or_64>;
1195 def ATOMIC_LOAD_OILL64  : AtomicLoadBinaryImm64<atomic_load_or_64, imm64ll16>;
1196 def ATOMIC_LOAD_OILH64  : AtomicLoadBinaryImm64<atomic_load_or_64, imm64lh16>;
1197 def ATOMIC_LOAD_OIHL64  : AtomicLoadBinaryImm64<atomic_load_or_64, imm64hl16>;
1198 def ATOMIC_LOAD_OIHH64  : AtomicLoadBinaryImm64<atomic_load_or_64, imm64hh16>;
1199 def ATOMIC_LOAD_OILF64  : AtomicLoadBinaryImm64<atomic_load_or_64, imm64lf32>;
1200 def ATOMIC_LOAD_OIHF64  : AtomicLoadBinaryImm64<atomic_load_or_64, imm64hf32>;
1201
1202 def ATOMIC_LOADW_XR     : AtomicLoadWBinaryReg<z_atomic_loadw_xor>;
1203 def ATOMIC_LOADW_XILF   : AtomicLoadWBinaryImm<z_atomic_loadw_xor, uimm32>;
1204 def ATOMIC_LOAD_XR      : AtomicLoadBinaryReg32<atomic_load_xor_32>;
1205 def ATOMIC_LOAD_XILF    : AtomicLoadBinaryImm32<atomic_load_xor_32, uimm32>;
1206 def ATOMIC_LOAD_XGR     : AtomicLoadBinaryReg64<atomic_load_xor_64>;
1207 def ATOMIC_LOAD_XILF64  : AtomicLoadBinaryImm64<atomic_load_xor_64, imm64lf32>;
1208 def ATOMIC_LOAD_XIHF64  : AtomicLoadBinaryImm64<atomic_load_xor_64, imm64hf32>;
1209
1210 def ATOMIC_LOADW_NRi    : AtomicLoadWBinaryReg<z_atomic_loadw_nand>;
1211 def ATOMIC_LOADW_NILHi  : AtomicLoadWBinaryImm<z_atomic_loadw_nand,
1212                                                imm32lh16c>;
1213 def ATOMIC_LOAD_NRi     : AtomicLoadBinaryReg32<atomic_load_nand_32>;
1214 def ATOMIC_LOAD_NILLi   : AtomicLoadBinaryImm32<atomic_load_nand_32,
1215                                                 imm32ll16c>;
1216 def ATOMIC_LOAD_NILHi   : AtomicLoadBinaryImm32<atomic_load_nand_32,
1217                                                 imm32lh16c>;
1218 def ATOMIC_LOAD_NILFi   : AtomicLoadBinaryImm32<atomic_load_nand_32, uimm32>;
1219 def ATOMIC_LOAD_NGRi    : AtomicLoadBinaryReg64<atomic_load_nand_64>;
1220 def ATOMIC_LOAD_NILL64i : AtomicLoadBinaryImm64<atomic_load_nand_64,
1221                                                 imm64ll16c>;
1222 def ATOMIC_LOAD_NILH64i : AtomicLoadBinaryImm64<atomic_load_nand_64,
1223                                                 imm64lh16c>;
1224 def ATOMIC_LOAD_NIHL64i : AtomicLoadBinaryImm64<atomic_load_nand_64,
1225                                                 imm64hl16c>;
1226 def ATOMIC_LOAD_NIHH64i : AtomicLoadBinaryImm64<atomic_load_nand_64,
1227                                                 imm64hh16c>;
1228 def ATOMIC_LOAD_NILF64i : AtomicLoadBinaryImm64<atomic_load_nand_64,
1229                                                 imm64lf32c>;
1230 def ATOMIC_LOAD_NIHF64i : AtomicLoadBinaryImm64<atomic_load_nand_64,
1231                                                 imm64hf32c>;
1232
1233 def ATOMIC_LOADW_MIN    : AtomicLoadWBinaryReg<z_atomic_loadw_min>;
1234 def ATOMIC_LOAD_MIN_32  : AtomicLoadBinaryReg32<atomic_load_min_32>;
1235 def ATOMIC_LOAD_MIN_64  : AtomicLoadBinaryReg64<atomic_load_min_64>;
1236
1237 def ATOMIC_LOADW_MAX    : AtomicLoadWBinaryReg<z_atomic_loadw_max>;
1238 def ATOMIC_LOAD_MAX_32  : AtomicLoadBinaryReg32<atomic_load_max_32>;
1239 def ATOMIC_LOAD_MAX_64  : AtomicLoadBinaryReg64<atomic_load_max_64>;
1240
1241 def ATOMIC_LOADW_UMIN   : AtomicLoadWBinaryReg<z_atomic_loadw_umin>;
1242 def ATOMIC_LOAD_UMIN_32 : AtomicLoadBinaryReg32<atomic_load_umin_32>;
1243 def ATOMIC_LOAD_UMIN_64 : AtomicLoadBinaryReg64<atomic_load_umin_64>;
1244
1245 def ATOMIC_LOADW_UMAX   : AtomicLoadWBinaryReg<z_atomic_loadw_umax>;
1246 def ATOMIC_LOAD_UMAX_32 : AtomicLoadBinaryReg32<atomic_load_umax_32>;
1247 def ATOMIC_LOAD_UMAX_64 : AtomicLoadBinaryReg64<atomic_load_umax_64>;
1248
1249 def ATOMIC_CMP_SWAPW
1250   : Pseudo<(outs GR32:$dst), (ins bdaddr20only:$addr, GR32:$cmp, GR32:$swap,
1251                                   ADDR32:$bitshift, ADDR32:$negbitshift,
1252                                   uimm32:$bitsize),
1253            [(set GR32:$dst,
1254                  (z_atomic_cmp_swapw bdaddr20only:$addr, GR32:$cmp, GR32:$swap,
1255                                      ADDR32:$bitshift, ADDR32:$negbitshift,
1256                                      uimm32:$bitsize))]> {
1257   let Defs = [CC];
1258   let mayLoad = 1;
1259   let mayStore = 1;
1260   let usesCustomInserter = 1;
1261 }
1262
1263 let Defs = [CC] in {
1264   defm CS  : CmpSwapRSPair<"cs", 0xBA, 0xEB14, atomic_cmp_swap_32, GR32>;
1265   def  CSG : CmpSwapRSY<"csg", 0xEB30, atomic_cmp_swap_64, GR64>;
1266 }
1267
1268 //===----------------------------------------------------------------------===//
1269 // Miscellaneous Instructions.
1270 //===----------------------------------------------------------------------===//
1271
1272 // Extract CC into bits 29 and 28 of a register.
1273 let Uses = [CC] in
1274   def IPM : InherentRRE<"ipm", 0xB222, GR32, (z_ipm)>;
1275
1276 // Read a 32-bit access register into a GR32.  As with all GR32 operations,
1277 // the upper 32 bits of the enclosing GR64 remain unchanged, which is useful
1278 // when a 64-bit address is stored in a pair of access registers.
1279 def EAR : InstRRE<0xB24F, (outs GR32:$R1), (ins access_reg:$R2),
1280                   "ear\t$R1, $R2",
1281                   [(set GR32:$R1, (z_extract_access access_reg:$R2))]>;
1282
1283 // Find leftmost one, AKA count leading zeros.  The instruction actually
1284 // returns a pair of GR64s, the first giving the number of leading zeros
1285 // and the second giving a copy of the source with the leftmost one bit
1286 // cleared.  We only use the first result here.
1287 let Defs = [CC] in {
1288   def FLOGR : UnaryRRE<"flog", 0xB983, null_frag, GR128, GR64>;
1289 }
1290 def : Pat<(ctlz GR64:$src),
1291           (EXTRACT_SUBREG (FLOGR GR64:$src), subreg_h64)>;
1292
1293 // Use subregs to populate the "don't care" bits in a 32-bit to 64-bit anyext.
1294 def : Pat<(i64 (anyext GR32:$src)),
1295           (INSERT_SUBREG (i64 (IMPLICIT_DEF)), GR32:$src, subreg_l32)>;
1296
1297 // Extend GR32s and GR64s to GR128s.
1298 let usesCustomInserter = 1 in {
1299   def AEXT128_64 : Pseudo<(outs GR128:$dst), (ins GR64:$src), []>;
1300   def ZEXT128_32 : Pseudo<(outs GR128:$dst), (ins GR32:$src), []>;
1301   def ZEXT128_64 : Pseudo<(outs GR128:$dst), (ins GR64:$src), []>;
1302 }
1303
1304 // Search a block of memory for a character.
1305 let mayLoad = 1, Defs = [CC], Uses = [R0L] in
1306   defm SRST : StringRRE<"srst", 0xb25e, z_search_string>;
1307
1308 //===----------------------------------------------------------------------===//
1309 // Peepholes.
1310 //===----------------------------------------------------------------------===//
1311
1312 // Use AL* for GR64 additions of unsigned 32-bit values.
1313 defm : ZXB<add, GR64, ALGFR>;
1314 def  : Pat<(add GR64:$src1, imm64zx32:$src2),
1315            (ALGFI GR64:$src1, imm64zx32:$src2)>;
1316 def  : Pat<(add GR64:$src1, (azextloadi32 bdxaddr20only:$addr)),
1317            (ALGF GR64:$src1, bdxaddr20only:$addr)>;
1318
1319 // Use SL* for GR64 subtractions of unsigned 32-bit values.
1320 defm : ZXB<sub, GR64, SLGFR>;
1321 def  : Pat<(add GR64:$src1, imm64zx32n:$src2),
1322            (SLGFI GR64:$src1, imm64zx32n:$src2)>;
1323 def  : Pat<(sub GR64:$src1, (azextloadi32 bdxaddr20only:$addr)),
1324            (SLGF GR64:$src1, bdxaddr20only:$addr)>;
1325
1326 // Optimize sign-extended 1/0 selects to -1/0 selects.  This is important
1327 // for vector legalization.
1328 def : Pat<(sra (shl (i32 (z_select_ccmask 1, 0, uimm8zx4:$valid, uimm8zx4:$cc)),
1329                          (i32 31)),
1330                     (i32 31)),
1331           (Select32 (LHI -1), (LHI 0), uimm8zx4:$valid, uimm8zx4:$cc)>;
1332 def : Pat<(sra (shl (i64 (anyext (i32 (z_select_ccmask 1, 0, uimm8zx4:$valid,
1333                                                        uimm8zx4:$cc)))),
1334                     (i32 63)),
1335                (i32 63)),
1336           (Select64 (LGHI -1), (LGHI 0), uimm8zx4:$valid, uimm8zx4:$cc)>;
1337
1338 // Peepholes for turning scalar operations into block operations.
1339 defm : BlockLoadStore<anyextloadi8, i32, MVCSequence, NCSequence, OCSequence,
1340                       XCSequence, 1>;
1341 defm : BlockLoadStore<anyextloadi16, i32, MVCSequence, NCSequence, OCSequence,
1342                       XCSequence, 2>;
1343 defm : BlockLoadStore<load, i32, MVCSequence, NCSequence, OCSequence,
1344                       XCSequence, 4>;
1345 defm : BlockLoadStore<anyextloadi8, i64, MVCSequence, NCSequence,
1346                       OCSequence, XCSequence, 1>;
1347 defm : BlockLoadStore<anyextloadi16, i64, MVCSequence, NCSequence, OCSequence,
1348                       XCSequence, 2>;
1349 defm : BlockLoadStore<anyextloadi32, i64, MVCSequence, NCSequence, OCSequence,
1350                       XCSequence, 4>;
1351 defm : BlockLoadStore<load, i64, MVCSequence, NCSequence, OCSequence,
1352                       XCSequence, 8>;