4c278bb8bd9f0574889f6be95137a76beae63949
[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   // DwarfNumbers - Numbers 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 and -2 that register number
57   // is invalid for this mode/flavour.
58   list<int> DwarfNumbers = [];
59 }
60
61 // RegisterWithSubRegs - This can be used to define instances of Register which
62 // need to specify sub-registers.
63 // List "subregs" specifies which registers are sub-registers to this one. This
64 // is used to populate the SubRegs and AliasSet fields of TargetRegisterDesc.
65 // This allows the code generator to be careful not to put two values with 
66 // overlapping live ranges into registers which alias.
67 class RegisterWithSubRegs<string n, list<Register> subregs> : Register<n> {
68   let SubRegs = subregs;
69 }
70
71 // SubRegSet - This can be used to define a specific mapping of registers to
72 // indices, for use as named subregs of a particular physical register.  Each
73 // register in 'subregs' becomes an addressable subregister at index 'n' of the
74 // corresponding register in 'regs'.
75 class SubRegSet<int n, list<Register> regs, list<Register> subregs> {
76   int index = n;
77   
78   list<Register> From = regs;
79   list<Register> To = subregs;
80 }
81
82 // RegisterClass - Now that all of the registers are defined, and aliases
83 // between registers are defined, specify which registers belong to which
84 // register classes.  This also defines the default allocation order of
85 // registers by register allocators.
86 //
87 class RegisterClass<string namespace, list<ValueType> regTypes, int alignment,
88                     list<Register> regList> {
89   string Namespace = namespace;
90
91   // RegType - Specify the list ValueType of the registers in this register
92   // class.  Note that all registers in a register class must have the same
93   // ValueTypes.  This is a list because some targets permit storing different 
94   // types in same register, for example vector values with 128-bit total size,
95   // but different count/size of items, like SSE on x86.
96   //
97   list<ValueType> RegTypes = regTypes;
98
99   // Size - Specify the spill size in bits of the registers.  A default value of
100   // zero lets tablgen pick an appropriate size.
101   int Size = 0;
102
103   // Alignment - Specify the alignment required of the registers when they are
104   // stored or loaded to memory.
105   //
106   int Alignment = alignment;
107
108   // CopyCost - This value is used to specify the cost of copying a value
109   // between two registers in this register class. The default value is one
110   // meaning it takes a single instruction to perform the copying. A negative
111   // value means copying is extremely expensive or impossible.
112   int CopyCost = 1;
113
114   // MemberList - Specify which registers are in this class.  If the
115   // allocation_order_* method are not specified, this also defines the order of
116   // allocation used by the register allocator.
117   //
118   list<Register> MemberList = regList;
119   
120   // SubClassList - Specify which register classes correspond to subregisters
121   // of this class. The order should be by subregister set index.
122   list<RegisterClass> SubRegClassList = [];
123
124   // MethodProtos/MethodBodies - These members can be used to insert arbitrary
125   // code into a generated register class.   The normal usage of this is to 
126   // overload virtual methods.
127   code MethodProtos = [{}];
128   code MethodBodies = [{}];
129 }
130
131
132 //===----------------------------------------------------------------------===//
133 // DwarfRegNum - This class provides a mapping of the llvm register enumeration
134 // to the register numbering used by gcc and gdb.  These values are used by a
135 // debug information writer (ex. DwarfWriter) to describe where values may be
136 // located during execution.
137 class DwarfRegNum<list<int> Numbers> {
138   // DwarfNumbers - Numbers used internally by gcc/gdb to identify the register.
139   // These values can be determined by locating the <target>.h file in the
140   // directory llvmgcc/gcc/config/<target>/ and looking for REGISTER_NAMES.  The
141   // order of these names correspond to the enumeration used by gcc.  A value of
142   // -1 indicates that the gcc number is undefined and -2 that register number is 
143   // invalid for this mode/flavour.
144   list<int> DwarfNumbers = Numbers;
145 }
146
147 //===----------------------------------------------------------------------===//
148 // Pull in the common support for scheduling
149 //
150 include "TargetSchedule.td"
151
152 class Predicate; // Forward def
153
154 //===----------------------------------------------------------------------===//
155 // Instruction set description - These classes correspond to the C++ classes in
156 // the Target/TargetInstrInfo.h file.
157 //
158 class Instruction {
159   string Name = "";         // The opcode string for this instruction
160   string Namespace = "";
161
162   dag OutOperandList;       // An dag containing the MI def operand list.
163   dag InOperandList;        // An dag containing the MI use operand list.
164   string AsmString = "";    // The .s format to print the instruction with.
165
166   // Pattern - Set to the DAG pattern for this instruction, if we know of one,
167   // otherwise, uninitialized.
168   list<dag> Pattern;
169
170   // The follow state will eventually be inferred automatically from the
171   // instruction pattern.
172
173   list<Register> Uses = []; // Default to using no non-operand registers
174   list<Register> Defs = []; // Default to modifying no non-operand registers
175
176   // Predicates - List of predicates which will be turned into isel matching
177   // code.
178   list<Predicate> Predicates = [];
179
180   // Code size.
181   int CodeSize = 0;
182
183   // Added complexity passed onto matching pattern.
184   int AddedComplexity  = 0;
185
186   // These bits capture information about the high-level semantics of the
187   // instruction.
188   bit isReturn     = 0;     // Is this instruction a return instruction?
189   bit isBranch     = 0;     // Is this instruction a branch instruction?
190   bit isIndirectBranch = 0; // Is this instruction an indirect branch?
191   bit isBarrier    = 0;     // Can control flow fall through this instruction?
192   bit isCall       = 0;     // Is this instruction a call instruction?
193   bit isLoad       = 0;     // Is this instruction a load instruction?
194   bit isStore      = 0;     // Is this instruction a store instruction?
195   bit isImplicitDef = 0;    // Is this instruction an implicit def instruction?
196   bit isTwoAddress = 0;     // Is this a two address instruction?
197   bit isConvertibleToThreeAddress = 0;  // Can this 2-addr instruction promote?
198   bit isCommutable = 0;     // Is this 3 operand instruction commutable?
199   bit isTerminator = 0;     // Is this part of the terminator for a basic block?
200   bit isReMaterializable = 0; // Is this instruction re-materializable?
201   bit isPredicable = 0;     // Is this instruction predicable?
202   bit hasDelaySlot = 0;     // Does this instruction have an delay slot?
203   bit usesCustomDAGSchedInserter = 0; // Pseudo instr needing special help.
204   bit hasCtrlDep   = 0;     // Does this instruction r/w ctrl-flow chains?
205   bit isNotDuplicable = 0;  // Is it unsafe to duplicate this instruction?
206   
207   InstrItinClass Itinerary = NoItinerary;// Execution steps used for scheduling.
208
209   string Constraints = "";  // OperandConstraint, e.g. $src = $dst.
210   
211   /// DisableEncoding - List of operand names (e.g. "$op1,$op2") that should not
212   /// be encoded into the output machineinstr.
213   string DisableEncoding = "";
214 }
215
216 /// Predicates - These are extra conditionals which are turned into instruction
217 /// selector matching code. Currently each predicate is just a string.
218 class Predicate<string cond> {
219   string CondString = cond;
220 }
221
222 /// NoHonorSignDependentRounding - This predicate is true if support for
223 /// sign-dependent-rounding is not enabled.
224 def NoHonorSignDependentRounding
225  : Predicate<"!HonorSignDependentRoundingFPMath()">;
226
227 class Requires<list<Predicate> preds> {
228   list<Predicate> Predicates = preds;
229 }
230
231 /// ops definition - This is just a simple marker used to identify the operands
232 /// list for an instruction. outs and ins are identical both syntatically and
233 /// semantically, they are used to define def operands and use operands to
234 /// improve readibility. This should be used like this:
235 ///     (outs R32:$dst), (ins R32:$src1, R32:$src2) or something similar.
236 def ops;
237 def outs;
238 def ins;
239
240 /// variable_ops definition - Mark this instruction as taking a variable number
241 /// of operands.
242 def variable_ops;
243
244 /// ptr_rc definition - Mark this operand as being a pointer value whose
245 /// register class is resolved dynamically via a callback to TargetInstrInfo.
246 /// FIXME: We should probably change this to a class which contain a list of
247 /// flags. But currently we have but one flag.
248 def ptr_rc;
249
250 /// Operand Types - These provide the built-in operand types that may be used
251 /// by a target.  Targets can optionally provide their own operand types as
252 /// needed, though this should not be needed for RISC targets.
253 class Operand<ValueType ty> {
254   ValueType Type = ty;
255   string PrintMethod = "printOperand";
256   dag MIOperandInfo = (ops);
257 }
258
259 def i1imm  : Operand<i1>;
260 def i8imm  : Operand<i8>;
261 def i16imm : Operand<i16>;
262 def i32imm : Operand<i32>;
263 def i64imm : Operand<i64>;
264
265 /// zero_reg definition - Special node to stand for the zero register.
266 ///
267 def zero_reg;
268
269 /// PredicateOperand - This can be used to define a predicate operand for an
270 /// instruction.  OpTypes specifies the MIOperandInfo for the operand, and
271 /// AlwaysVal specifies the value of this predicate when set to "always
272 /// execute".
273 class PredicateOperand<ValueType ty, dag OpTypes, dag AlwaysVal>
274   : Operand<ty> {
275   let MIOperandInfo = OpTypes;
276   dag DefaultOps = AlwaysVal;
277 }
278
279 /// OptionalDefOperand - This is used to define a optional definition operand
280 /// for an instruction. DefaultOps is the register the operand represents if none
281 /// is supplied, e.g. zero_reg.
282 class OptionalDefOperand<ValueType ty, dag OpTypes, dag defaultops>
283   : Operand<ty> {
284   let MIOperandInfo = OpTypes;
285   dag DefaultOps = defaultops;
286 }
287
288
289 // InstrInfo - This class should only be instantiated once to provide parameters
290 // which are global to the the target machine.
291 //
292 class InstrInfo {
293   // If the target wants to associate some target-specific information with each
294   // instruction, it should provide these two lists to indicate how to assemble
295   // the target specific information into the 32 bits available.
296   //
297   list<string> TSFlagsFields = [];
298   list<int>    TSFlagsShifts = [];
299
300   // Target can specify its instructions in either big or little-endian formats.
301   // For instance, while both Sparc and PowerPC are big-endian platforms, the
302   // Sparc manual specifies its instructions in the format [31..0] (big), while
303   // PowerPC specifies them using the format [0..31] (little).
304   bit isLittleEndianEncoding = 0;
305 }
306
307 // Standard Instructions.
308 def PHI : Instruction {
309   let OutOperandList = (ops);
310   let InOperandList = (ops variable_ops);
311   let AsmString = "PHINODE";
312   let Namespace = "TargetInstrInfo";
313 }
314 def INLINEASM : Instruction {
315   let OutOperandList = (ops);
316   let InOperandList = (ops variable_ops);
317   let AsmString = "";
318   let Namespace = "TargetInstrInfo";
319 }
320 def LABEL : Instruction {
321   let OutOperandList = (ops);
322   let InOperandList = (ops i32imm:$id);
323   let AsmString = "";
324   let Namespace = "TargetInstrInfo";
325   let hasCtrlDep = 1;
326 }
327 def EXTRACT_SUBREG : Instruction {
328         let OutOperandList = (ops variable_ops);
329   let InOperandList = (ops variable_ops);
330   let AsmString = "";
331   let Namespace = "TargetInstrInfo";
332 }
333 def INSERT_SUBREG : Instruction {
334         let OutOperandList = (ops variable_ops);
335   let InOperandList = (ops variable_ops);
336   let AsmString = "";
337   let Namespace = "TargetInstrInfo";
338 }
339
340 //===----------------------------------------------------------------------===//
341 // AsmWriter - This class can be implemented by targets that need to customize
342 // the format of the .s file writer.
343 //
344 // Subtargets can have multiple different asmwriters (e.g. AT&T vs Intel syntax
345 // on X86 for example).
346 //
347 class AsmWriter {
348   // AsmWriterClassName - This specifies the suffix to use for the asmwriter
349   // class.  Generated AsmWriter classes are always prefixed with the target
350   // name.
351   string AsmWriterClassName  = "AsmPrinter";
352
353   // InstFormatName - AsmWriters can specify the name of the format string to
354   // print instructions with.
355   string InstFormatName = "AsmString";
356
357   // Variant - AsmWriters can be of multiple different variants.  Variants are
358   // used to support targets that need to emit assembly code in ways that are
359   // mostly the same for different targets, but have minor differences in
360   // syntax.  If the asmstring contains {|} characters in them, this integer
361   // will specify which alternative to use.  For example "{x|y|z}" with Variant
362   // == 1, will expand to "y".
363   int Variant = 0;
364 }
365 def DefaultAsmWriter : AsmWriter;
366
367
368 //===----------------------------------------------------------------------===//
369 // Target - This class contains the "global" target information
370 //
371 class Target {
372   // InstructionSet - Instruction set description for this target.
373   InstrInfo InstructionSet;
374
375   // AssemblyWriters - The AsmWriter instances available for this target.
376   list<AsmWriter> AssemblyWriters = [DefaultAsmWriter];
377 }
378
379 //===----------------------------------------------------------------------===//
380 // SubtargetFeature - A characteristic of the chip set.
381 //
382 class SubtargetFeature<string n, string a,  string v, string d,
383                        list<SubtargetFeature> i = []> {
384   // Name - Feature name.  Used by command line (-mattr=) to determine the
385   // appropriate target chip.
386   //
387   string Name = n;
388   
389   // Attribute - Attribute to be set by feature.
390   //
391   string Attribute = a;
392   
393   // Value - Value the attribute to be set to by feature.
394   //
395   string Value = v;
396   
397   // Desc - Feature description.  Used by command line (-mattr=) to display help
398   // information.
399   //
400   string Desc = d;
401
402   // Implies - Features that this feature implies are present. If one of those
403   // features isn't set, then this one shouldn't be set either.
404   //
405   list<SubtargetFeature> Implies = i;
406 }
407
408 //===----------------------------------------------------------------------===//
409 // Processor chip sets - These values represent each of the chip sets supported
410 // by the scheduler.  Each Processor definition requires corresponding
411 // instruction itineraries.
412 //
413 class Processor<string n, ProcessorItineraries pi, list<SubtargetFeature> f> {
414   // Name - Chip set name.  Used by command line (-mcpu=) to determine the
415   // appropriate target chip.
416   //
417   string Name = n;
418   
419   // ProcItin - The scheduling information for the target processor.
420   //
421   ProcessorItineraries ProcItin = pi;
422   
423   // Features - list of 
424   list<SubtargetFeature> Features = f;
425 }
426
427 //===----------------------------------------------------------------------===//
428 // Pull in the common support for calling conventions.
429 //
430 include "TargetCallingConv.td"
431
432 //===----------------------------------------------------------------------===//
433 // Pull in the common support for DAG isel generation.
434 //
435 include "TargetSelectionDAG.td"