Mark vector ctpop, cttz, and ctlz as Expand on x86.
[oota-llvm.git] / lib / Target / Target.td
1 //===- Target.td - Target Independent TableGen interface ---*- tablegen -*-===//
2 // 
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
6 // the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
7 // 
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This file defines the target-independent interfaces which should be
11 // implemented by each target which is using a TableGen based code generator.
12 //
13 //===----------------------------------------------------------------------===//
14
15 // Include all information about LLVM intrinsics.
16 include "llvm/Intrinsics.td"
17
18 //===----------------------------------------------------------------------===//
19 // Register file description - These classes are used to fill in the target
20 // description classes.
21
22 class RegisterClass; // Forward def
23
24 // Register - You should define one instance of this class for each register
25 // in the target machine.  String n will become the "name" of the register.
26 class Register<string n> {
27   string Namespace = "";
28   string Name = n;
29
30   // SpillSize - If this value is set to a non-zero value, it is the size in
31   // bits of the spill slot required to hold this register.  If this value is
32   // set to zero, the information is inferred from any register classes the
33   // register belongs to.
34   int SpillSize = 0;
35
36   // SpillAlignment - This value is used to specify the alignment required for
37   // spilling the register.  Like SpillSize, this should only be explicitly
38   // specified if the register is not in a register class.
39   int SpillAlignment = 0;
40
41   // Aliases - A list of registers that this register overlaps with.  A read or
42   // modification of this register can potentially read or modify the aliased
43   // registers.
44   list<Register> Aliases = [];
45   
46   // SubRegs - A list of registers that are parts of this register. Note these
47   // are "immediate" sub-registers and the registers within the list do not
48   // themselves overlap. e.g. For X86, EAX's SubRegs list contains only [AX],
49   // not [AX, AH, AL].
50   list<Register> SubRegs = [];
51
52   // DwarfNumber - Number used internally by gcc/gdb to identify the register.
53   // These values can be determined by locating the <target>.h file in the
54   // directory llvmgcc/gcc/config/<target>/ and looking for REGISTER_NAMES.  The
55   // order of these names correspond to the enumeration used by gcc.  A value of
56   // -1 indicates that the gcc number is undefined.
57   int DwarfNumber = -1;
58 }
59
60 // RegisterWithSubRegs - This can be used to define instances of Register which
61 // need to specify sub-registers.
62 // List "subregs" specifies which registers are sub-registers to this one. This
63 // is used to populate the SubRegs and AliasSet fields of TargetRegisterDesc.
64 // This allows the code generator to be careful not to put two values with 
65 // overlapping live ranges into registers which alias.
66 class RegisterWithSubRegs<string n, list<Register> subregs> : Register<n> {
67   let SubRegs = subregs;
68 }
69
70 // SubRegSet - This can be used to define a specific mapping of registers to
71 // indices, for use as named subregs of a particular physical register.  Each
72 // register in 'subregs' becomes an addressable subregister at index 'n' of the
73 // corresponding register in 'regs'.
74 class SubRegSet<int n, list<Register> regs, list<Register> subregs> {
75   int index = n;
76   
77   list<Register> From = regs;
78   list<Register> To = subregs;
79 }
80
81 // RegisterClass - Now that all of the registers are defined, and aliases
82 // between registers are defined, specify which registers belong to which
83 // register classes.  This also defines the default allocation order of
84 // registers by register allocators.
85 //
86 class RegisterClass<string namespace, list<ValueType> regTypes, int alignment,
87                     list<Register> regList> {
88   string Namespace = namespace;
89
90   // RegType - Specify the list ValueType of the registers in this register
91   // class.  Note that all registers in a register class must have the same
92   // ValueTypes.  This is a list because some targets permit storing different 
93   // types in same register, for example vector values with 128-bit total size,
94   // but different count/size of items, like SSE on x86.
95   //
96   list<ValueType> RegTypes = regTypes;
97
98   // Size - Specify the spill size in bits of the registers.  A default value of
99   // zero lets tablgen pick an appropriate size.
100   int Size = 0;
101
102   // Alignment - Specify the alignment required of the registers when they are
103   // stored or loaded to memory.
104   //
105   int Alignment = alignment;
106
107   // CopyCost - This value is used to specify the cost of copying a value
108   // between two registers in this register class. The default value is one
109   // meaning it takes a single instruction to perform the copying. A negative
110   // value means copying is extremely expensive or impossible.
111   int CopyCost = 1;
112
113   // MemberList - Specify which registers are in this class.  If the
114   // allocation_order_* method are not specified, this also defines the order of
115   // allocation used by the register allocator.
116   //
117   list<Register> MemberList = regList;
118   
119   // SubClassList - Specify which register classes correspond to subregisters
120   // of this class. The order should be by subregister set index.
121   list<RegisterClass> SubRegClassList = [];
122
123   // MethodProtos/MethodBodies - These members can be used to insert arbitrary
124   // code into a generated register class.   The normal usage of this is to 
125   // overload virtual methods.
126   code MethodProtos = [{}];
127   code MethodBodies = [{}];
128 }
129
130
131 //===----------------------------------------------------------------------===//
132 // DwarfRegNum - This class provides a mapping of the llvm register enumeration
133 // to the register numbering used by gcc and gdb.  These values are used by a
134 // debug information writer (ex. DwarfWriter) to describe where values may be
135 // located during execution.
136 class DwarfRegNum<int N> {
137   // DwarfNumber - Number used internally by gcc/gdb to identify the register.
138   // These values can be determined by locating the <target>.h file in the
139   // directory llvmgcc/gcc/config/<target>/ and looking for REGISTER_NAMES.  The
140   // order of these names correspond to the enumeration used by gcc.  A value of
141   // -1 indicates that the gcc number is undefined.
142   int DwarfNumber = N;
143 }
144
145 //===----------------------------------------------------------------------===//
146 // Pull in the common support for scheduling
147 //
148 include "TargetSchedule.td"
149
150 class Predicate; // Forward def
151
152 //===----------------------------------------------------------------------===//
153 // Instruction set description - These classes correspond to the C++ classes in
154 // the Target/TargetInstrInfo.h file.
155 //
156 class Instruction {
157   string Name = "";         // The opcode string for this instruction
158   string Namespace = "";
159
160   dag OutOperandList;       // An dag containing the MI def operand list.
161   dag InOperandList;        // An dag containing the MI use operand list.
162   string AsmString = "";    // The .s format to print the instruction with.
163
164   // Pattern - Set to the DAG pattern for this instruction, if we know of one,
165   // otherwise, uninitialized.
166   list<dag> Pattern;
167
168   // The follow state will eventually be inferred automatically from the
169   // instruction pattern.
170
171   list<Register> Uses = []; // Default to using no non-operand registers
172   list<Register> Defs = []; // Default to modifying no non-operand registers
173
174   // Predicates - List of predicates which will be turned into isel matching
175   // code.
176   list<Predicate> Predicates = [];
177
178   // Code size.
179   int CodeSize = 0;
180
181   // Added complexity passed onto matching pattern.
182   int AddedComplexity  = 0;
183
184   // These bits capture information about the high-level semantics of the
185   // instruction.
186   bit isReturn     = 0;     // Is this instruction a return instruction?
187   bit isBranch     = 0;     // Is this instruction a branch instruction?
188   bit isBarrier    = 0;     // Can control flow fall through this instruction?
189   bit isCall       = 0;     // Is this instruction a call instruction?
190   bit isLoad       = 0;     // Is this instruction a load instruction?
191   bit isStore      = 0;     // Is this instruction a store instruction?
192   bit isTwoAddress = 0;     // Is this a two address instruction?
193   bit isConvertibleToThreeAddress = 0;  // Can this 2-addr instruction promote?
194   bit isCommutable = 0;     // Is this 3 operand instruction commutable?
195   bit isTerminator = 0;     // Is this part of the terminator for a basic block?
196   bit isReMaterializable = 0; // Is this instruction re-materializable?
197   bit isPredicable = 0;     // Is this instruction predicable?
198   bit hasDelaySlot = 0;     // Does this instruction have an delay slot?
199   bit usesCustomDAGSchedInserter = 0; // Pseudo instr needing special help.
200   bit hasCtrlDep   = 0;     // Does this instruction r/w ctrl-flow chains?
201   bit isNotDuplicable = 0;  // Is it unsafe to duplicate this instruction?
202   
203   InstrItinClass Itinerary = NoItinerary;// Execution steps used for scheduling.
204
205   string Constraints = "";  // OperandConstraint, e.g. $src = $dst.
206   
207   /// DisableEncoding - List of operand names (e.g. "$op1,$op2") that should not
208   /// be encoded into the output machineinstr.
209   string DisableEncoding = "";
210 }
211
212 /// Predicates - These are extra conditionals which are turned into instruction
213 /// selector matching code. Currently each predicate is just a string.
214 class Predicate<string cond> {
215   string CondString = cond;
216 }
217
218 /// NoHonorSignDependentRounding - This predicate is true if support for
219 /// sign-dependent-rounding is not enabled.
220 def NoHonorSignDependentRounding
221  : Predicate<"!HonorSignDependentRoundingFPMath()">;
222
223 class Requires<list<Predicate> preds> {
224   list<Predicate> Predicates = preds;
225 }
226
227 /// ops definition - This is just a simple marker used to identify the operands
228 /// list for an instruction. outs and ins are identical both syntatically and
229 /// semantically, they are used to define def operands and use operands to
230 /// improve readibility. This should be used like this:
231 ///     (outs R32:$dst), (ins R32:$src1, R32:$src2) or something similar.
232 def ops;
233 def outs;
234 def ins;
235
236 /// variable_ops definition - Mark this instruction as taking a variable number
237 /// of operands.
238 def variable_ops;
239
240 /// ptr_rc definition - Mark this operand as being a pointer value whose
241 /// register class is resolved dynamically via a callback to TargetInstrInfo.
242 /// FIXME: We should probably change this to a class which contain a list of
243 /// flags. But currently we have but one flag.
244 def ptr_rc;
245
246 /// Operand Types - These provide the built-in operand types that may be used
247 /// by a target.  Targets can optionally provide their own operand types as
248 /// needed, though this should not be needed for RISC targets.
249 class Operand<ValueType ty> {
250   ValueType Type = ty;
251   string PrintMethod = "printOperand";
252   dag MIOperandInfo = (ops);
253 }
254
255 def i1imm  : Operand<i1>;
256 def i8imm  : Operand<i8>;
257 def i16imm : Operand<i16>;
258 def i32imm : Operand<i32>;
259 def i64imm : Operand<i64>;
260
261 /// zero_reg definition - Special node to stand for the zero register.
262 ///
263 def zero_reg;
264
265 /// PredicateOperand - This can be used to define a predicate operand for an
266 /// instruction.  OpTypes specifies the MIOperandInfo for the operand, and
267 /// AlwaysVal specifies the value of this predicate when set to "always
268 /// execute".
269 class PredicateOperand<ValueType ty, dag OpTypes, dag AlwaysVal>
270   : Operand<ty> {
271   let MIOperandInfo = OpTypes;
272   dag DefaultOps = AlwaysVal;
273 }
274
275 /// OptionalDefOperand - This is used to define a optional definition operand
276 /// for an instruction. DefaultOps is the register the operand represents if none
277 /// is supplied, e.g. zero_reg.
278 class OptionalDefOperand<ValueType ty, dag OpTypes, dag defaultops>
279   : Operand<ty> {
280   let MIOperandInfo = OpTypes;
281   dag DefaultOps = defaultops;
282 }
283
284
285 // InstrInfo - This class should only be instantiated once to provide parameters
286 // which are global to the the target machine.
287 //
288 class InstrInfo {
289   // If the target wants to associate some target-specific information with each
290   // instruction, it should provide these two lists to indicate how to assemble
291   // the target specific information into the 32 bits available.
292   //
293   list<string> TSFlagsFields = [];
294   list<int>    TSFlagsShifts = [];
295
296   // Target can specify its instructions in either big or little-endian formats.
297   // For instance, while both Sparc and PowerPC are big-endian platforms, the
298   // Sparc manual specifies its instructions in the format [31..0] (big), while
299   // PowerPC specifies them using the format [0..31] (little).
300   bit isLittleEndianEncoding = 0;
301 }
302
303 // Standard Instructions.
304 def PHI : Instruction {
305   let OutOperandList = (ops);
306   let InOperandList = (ops variable_ops);
307   let AsmString = "PHINODE";
308   let Namespace = "TargetInstrInfo";
309 }
310 def INLINEASM : Instruction {
311   let OutOperandList = (ops);
312   let InOperandList = (ops variable_ops);
313   let AsmString = "";
314   let Namespace = "TargetInstrInfo";
315 }
316 def LABEL : Instruction {
317   let OutOperandList = (ops);
318   let InOperandList = (ops i32imm:$id);
319   let AsmString = "";
320   let Namespace = "TargetInstrInfo";
321   let hasCtrlDep = 1;
322 }
323 def EXTRACT_SUBREG : Instruction {
324         let OutOperandList = (ops variable_ops);
325   let InOperandList = (ops variable_ops);
326   let AsmString = "";
327   let Namespace = "TargetInstrInfo";
328 }
329 def INSERT_SUBREG : Instruction {
330         let OutOperandList = (ops variable_ops);
331   let InOperandList = (ops variable_ops);
332   let AsmString = "";
333   let Namespace = "TargetInstrInfo";
334 }
335
336 //===----------------------------------------------------------------------===//
337 // AsmWriter - This class can be implemented by targets that need to customize
338 // the format of the .s file writer.
339 //
340 // Subtargets can have multiple different asmwriters (e.g. AT&T vs Intel syntax
341 // on X86 for example).
342 //
343 class AsmWriter {
344   // AsmWriterClassName - This specifies the suffix to use for the asmwriter
345   // class.  Generated AsmWriter classes are always prefixed with the target
346   // name.
347   string AsmWriterClassName  = "AsmPrinter";
348
349   // InstFormatName - AsmWriters can specify the name of the format string to
350   // print instructions with.
351   string InstFormatName = "AsmString";
352
353   // Variant - AsmWriters can be of multiple different variants.  Variants are
354   // used to support targets that need to emit assembly code in ways that are
355   // mostly the same for different targets, but have minor differences in
356   // syntax.  If the asmstring contains {|} characters in them, this integer
357   // will specify which alternative to use.  For example "{x|y|z}" with Variant
358   // == 1, will expand to "y".
359   int Variant = 0;
360 }
361 def DefaultAsmWriter : AsmWriter;
362
363
364 //===----------------------------------------------------------------------===//
365 // Target - This class contains the "global" target information
366 //
367 class Target {
368   // InstructionSet - Instruction set description for this target.
369   InstrInfo InstructionSet;
370
371   // AssemblyWriters - The AsmWriter instances available for this target.
372   list<AsmWriter> AssemblyWriters = [DefaultAsmWriter];
373 }
374
375 //===----------------------------------------------------------------------===//
376 // SubtargetFeature - A characteristic of the chip set.
377 //
378 class SubtargetFeature<string n, string a,  string v, string d,
379                        list<SubtargetFeature> i = []> {
380   // Name - Feature name.  Used by command line (-mattr=) to determine the
381   // appropriate target chip.
382   //
383   string Name = n;
384   
385   // Attribute - Attribute to be set by feature.
386   //
387   string Attribute = a;
388   
389   // Value - Value the attribute to be set to by feature.
390   //
391   string Value = v;
392   
393   // Desc - Feature description.  Used by command line (-mattr=) to display help
394   // information.
395   //
396   string Desc = d;
397
398   // Implies - Features that this feature implies are present. If one of those
399   // features isn't set, then this one shouldn't be set either.
400   //
401   list<SubtargetFeature> Implies = i;
402 }
403
404 //===----------------------------------------------------------------------===//
405 // Processor chip sets - These values represent each of the chip sets supported
406 // by the scheduler.  Each Processor definition requires corresponding
407 // instruction itineraries.
408 //
409 class Processor<string n, ProcessorItineraries pi, list<SubtargetFeature> f> {
410   // Name - Chip set name.  Used by command line (-mcpu=) to determine the
411   // appropriate target chip.
412   //
413   string Name = n;
414   
415   // ProcItin - The scheduling information for the target processor.
416   //
417   ProcessorItineraries ProcItin = pi;
418   
419   // Features - list of 
420   list<SubtargetFeature> Features = f;
421 }
422
423 //===----------------------------------------------------------------------===//
424 // Pull in the common support for calling conventions.
425 //
426 include "TargetCallingConv.td"
427
428 //===----------------------------------------------------------------------===//
429 // Pull in the common support for DAG isel generation.
430 //
431 include "TargetSelectionDAG.td"