Added a variety of floating-point and SSE instructions.
[oota-llvm.git] / lib / Target / X86 / X86InstrFPStack.td
1 //==- X86InstrFPStack.td - Describe the X86 Instruction Set --*- tablegen -*-=//
2 // 
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 // 
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This file describes the X86 x87 FPU instruction set, defining the
11 // instructions, and properties of the instructions which are needed for code
12 // generation, machine code emission, and analysis.
13 //
14 //===----------------------------------------------------------------------===//
15
16 //===----------------------------------------------------------------------===//
17 // FPStack specific DAG Nodes.
18 //===----------------------------------------------------------------------===//
19
20 def SDTX86FpGet2    : SDTypeProfile<2, 0, [SDTCisVT<0, f80>, 
21                                            SDTCisVT<1, f80>]>;
22 def SDTX86Fld       : SDTypeProfile<1, 2, [SDTCisFP<0>,
23                                            SDTCisPtrTy<1>, 
24                                            SDTCisVT<2, OtherVT>]>;
25 def SDTX86Fst       : SDTypeProfile<0, 3, [SDTCisFP<0>,
26                                            SDTCisPtrTy<1>, 
27                                            SDTCisVT<2, OtherVT>]>;
28 def SDTX86Fild      : SDTypeProfile<1, 2, [SDTCisFP<0>, SDTCisPtrTy<1>,
29                                            SDTCisVT<2, OtherVT>]>;
30 def SDTX86FpToIMem  : SDTypeProfile<0, 2, [SDTCisFP<0>, SDTCisPtrTy<1>]>;
31
32 def SDTX86CwdStore  : SDTypeProfile<0, 1, [SDTCisPtrTy<0>]>;
33
34 def X86fld          : SDNode<"X86ISD::FLD", SDTX86Fld,
35                              [SDNPHasChain, SDNPMayLoad]>;
36 def X86fst          : SDNode<"X86ISD::FST", SDTX86Fst,
37                              [SDNPHasChain, SDNPInFlag, SDNPMayStore]>;
38 def X86fild         : SDNode<"X86ISD::FILD", SDTX86Fild,
39                              [SDNPHasChain, SDNPMayLoad]>;
40 def X86fildflag     : SDNode<"X86ISD::FILD_FLAG", SDTX86Fild,
41                              [SDNPHasChain, SDNPOutFlag, SDNPMayLoad]>;
42 def X86fp_to_i16mem : SDNode<"X86ISD::FP_TO_INT16_IN_MEM", SDTX86FpToIMem,
43                              [SDNPHasChain, SDNPMayStore]>;
44 def X86fp_to_i32mem : SDNode<"X86ISD::FP_TO_INT32_IN_MEM", SDTX86FpToIMem,
45                              [SDNPHasChain, SDNPMayStore]>;
46 def X86fp_to_i64mem : SDNode<"X86ISD::FP_TO_INT64_IN_MEM", SDTX86FpToIMem,
47                              [SDNPHasChain, SDNPMayStore]>;
48 def X86fp_cwd_get16 : SDNode<"X86ISD::FNSTCW16m",          SDTX86CwdStore,
49                              [SDNPHasChain, SDNPMayStore, SDNPSideEffect]>;
50
51 //===----------------------------------------------------------------------===//
52 // FPStack pattern fragments
53 //===----------------------------------------------------------------------===//
54
55 def fpimm0 : PatLeaf<(fpimm), [{
56   return N->isExactlyValue(+0.0);
57 }]>;
58
59 def fpimmneg0 : PatLeaf<(fpimm), [{
60   return N->isExactlyValue(-0.0);
61 }]>;
62
63 def fpimm1 : PatLeaf<(fpimm), [{
64   return N->isExactlyValue(+1.0);
65 }]>;
66
67 def fpimmneg1 : PatLeaf<(fpimm), [{
68   return N->isExactlyValue(-1.0);
69 }]>;
70
71 // Some 'special' instructions
72 let usesCustomDAGSchedInserter = 1 in {  // Expanded by the scheduler.
73   def FP32_TO_INT16_IN_MEM : I<0, Pseudo,
74                               (outs), (ins i16mem:$dst, RFP32:$src),
75                               "##FP32_TO_INT16_IN_MEM PSEUDO!",
76                               [(X86fp_to_i16mem RFP32:$src, addr:$dst)]>;
77   def FP32_TO_INT32_IN_MEM : I<0, Pseudo,
78                               (outs), (ins i32mem:$dst, RFP32:$src),
79                               "##FP32_TO_INT32_IN_MEM PSEUDO!",
80                               [(X86fp_to_i32mem RFP32:$src, addr:$dst)]>;
81   def FP32_TO_INT64_IN_MEM : I<0, Pseudo,
82                               (outs), (ins i64mem:$dst, RFP32:$src),
83                               "##FP32_TO_INT64_IN_MEM PSEUDO!",
84                               [(X86fp_to_i64mem RFP32:$src, addr:$dst)]>;
85   def FP64_TO_INT16_IN_MEM : I<0, Pseudo,
86                               (outs), (ins i16mem:$dst, RFP64:$src),
87                               "##FP64_TO_INT16_IN_MEM PSEUDO!",
88                               [(X86fp_to_i16mem RFP64:$src, addr:$dst)]>;
89   def FP64_TO_INT32_IN_MEM : I<0, Pseudo,
90                               (outs), (ins i32mem:$dst, RFP64:$src),
91                               "##FP64_TO_INT32_IN_MEM PSEUDO!",
92                               [(X86fp_to_i32mem RFP64:$src, addr:$dst)]>;
93   def FP64_TO_INT64_IN_MEM : I<0, Pseudo,
94                               (outs), (ins i64mem:$dst, RFP64:$src),
95                               "##FP64_TO_INT64_IN_MEM PSEUDO!",
96                               [(X86fp_to_i64mem RFP64:$src, addr:$dst)]>;
97   def FP80_TO_INT16_IN_MEM : I<0, Pseudo,
98                               (outs), (ins i16mem:$dst, RFP80:$src),
99                               "##FP80_TO_INT16_IN_MEM PSEUDO!",
100                               [(X86fp_to_i16mem RFP80:$src, addr:$dst)]>;
101   def FP80_TO_INT32_IN_MEM : I<0, Pseudo,
102                               (outs), (ins i32mem:$dst, RFP80:$src),
103                               "##FP80_TO_INT32_IN_MEM PSEUDO!",
104                               [(X86fp_to_i32mem RFP80:$src, addr:$dst)]>;
105   def FP80_TO_INT64_IN_MEM : I<0, Pseudo,
106                               (outs), (ins i64mem:$dst, RFP80:$src),
107                               "##FP80_TO_INT64_IN_MEM PSEUDO!",
108                               [(X86fp_to_i64mem RFP80:$src, addr:$dst)]>;
109 }
110
111 let isTerminator = 1 in
112   let Defs = [FP0, FP1, FP2, FP3, FP4, FP5, FP6] in
113     def FP_REG_KILL  : I<0, Pseudo, (outs), (ins), "##FP_REG_KILL", []>;
114
115 // All FP Stack operations are represented with four instructions here.  The
116 // first three instructions, generated by the instruction selector, use "RFP32"
117 // "RFP64" or "RFP80" registers: traditional register files to reference 32-bit,
118 // 64-bit or 80-bit floating point values.  These sizes apply to the values, 
119 // not the registers, which are always 80 bits; RFP32, RFP64 and RFP80 can be
120 // copied to each other without losing information.  These instructions are all
121 // pseudo instructions and use the "_Fp" suffix.
122 // In some cases there are additional variants with a mixture of different
123 // register sizes.
124 // The second instruction is defined with FPI, which is the actual instruction
125 // emitted by the assembler.  These use "RST" registers, although frequently
126 // the actual register(s) used are implicit.  These are always 80 bits.
127 // The FP stackifier pass converts one to the other after register allocation 
128 // occurs.
129 //
130 // Note that the FpI instruction should have instruction selection info (e.g.
131 // a pattern) and the FPI instruction should have emission info (e.g. opcode
132 // encoding and asm printing info).
133
134 // Pseudo Instructions for FP stack return values.
135 def FpGET_ST0_32 : FpI_<(outs RFP32:$dst), (ins), SpecialFP, []>; // FPR = ST(0)
136 def FpGET_ST0_64 : FpI_<(outs RFP64:$dst), (ins), SpecialFP, []>; // FPR = ST(0)
137 def FpGET_ST0_80 : FpI_<(outs RFP80:$dst), (ins), SpecialFP, []>; // FPR = ST(0)
138
139 // FpGET_ST1* should only be issued *after* an FpGET_ST0* has been issued when
140 // there are two values live out on the stack from a call or inlineasm.  This
141 // magic is handled by the stackifier.  It is not valid to emit FpGET_ST1* and
142 // then FpGET_ST0*.  In addition, it is invalid for any FP-using operations to
143 // occur between them.
144 def FpGET_ST1_32 : FpI_<(outs RFP32:$dst), (ins), SpecialFP, []>; // FPR = ST(1)
145 def FpGET_ST1_64 : FpI_<(outs RFP64:$dst), (ins), SpecialFP, []>; // FPR = ST(1)
146 def FpGET_ST1_80 : FpI_<(outs RFP80:$dst), (ins), SpecialFP, []>; // FPR = ST(1)
147
148 let Defs = [ST0] in {
149 def FpSET_ST0_32 : FpI_<(outs), (ins RFP32:$src), SpecialFP, []>; // ST(0) = FPR
150 def FpSET_ST0_64 : FpI_<(outs), (ins RFP64:$src), SpecialFP, []>; // ST(0) = FPR
151 def FpSET_ST0_80 : FpI_<(outs), (ins RFP80:$src), SpecialFP, []>; // ST(0) = FPR
152 }
153
154 let Defs = [ST1] in {
155 def FpSET_ST1_32 : FpI_<(outs), (ins RFP32:$src), SpecialFP, []>; // ST(1) = FPR
156 def FpSET_ST1_64 : FpI_<(outs), (ins RFP64:$src), SpecialFP, []>; // ST(1) = FPR
157 def FpSET_ST1_80 : FpI_<(outs), (ins RFP80:$src), SpecialFP, []>; // ST(1) = FPR
158 }
159
160 // FpIf32, FpIf64 - Floating Point Psuedo Instruction template.
161 // f32 instructions can use SSE1 and are predicated on FPStackf32 == !SSE1.
162 // f64 instructions can use SSE2 and are predicated on FPStackf64 == !SSE2.
163 // f80 instructions cannot use SSE and use neither of these.
164 class FpIf32<dag outs, dag ins, FPFormat fp, list<dag> pattern> :
165   FpI_<outs, ins, fp, pattern>, Requires<[FPStackf32]>;
166 class FpIf64<dag outs, dag ins, FPFormat fp, list<dag> pattern> :
167   FpI_<outs, ins, fp, pattern>, Requires<[FPStackf64]>;
168
169 // Register copies.  Just copies, the shortening ones do not truncate.
170 let neverHasSideEffects = 1 in {
171   def MOV_Fp3232 : FpIf32<(outs RFP32:$dst), (ins RFP32:$src), SpecialFP, []>; 
172   def MOV_Fp3264 : FpIf32<(outs RFP64:$dst), (ins RFP32:$src), SpecialFP, []>; 
173   def MOV_Fp6432 : FpIf32<(outs RFP32:$dst), (ins RFP64:$src), SpecialFP, []>; 
174   def MOV_Fp6464 : FpIf64<(outs RFP64:$dst), (ins RFP64:$src), SpecialFP, []>; 
175   def MOV_Fp8032 : FpIf32<(outs RFP32:$dst), (ins RFP80:$src), SpecialFP, []>; 
176   def MOV_Fp3280 : FpIf32<(outs RFP80:$dst), (ins RFP32:$src), SpecialFP, []>; 
177   def MOV_Fp8064 : FpIf64<(outs RFP64:$dst), (ins RFP80:$src), SpecialFP, []>; 
178   def MOV_Fp6480 : FpIf64<(outs RFP80:$dst), (ins RFP64:$src), SpecialFP, []>; 
179   def MOV_Fp8080 : FpI_  <(outs RFP80:$dst), (ins RFP80:$src), SpecialFP, []>; 
180 }
181
182 // Factoring for arithmetic.
183 multiclass FPBinary_rr<SDNode OpNode> {
184 // Register op register -> register
185 // These are separated out because they have no reversed form.
186 def _Fp32 : FpIf32<(outs RFP32:$dst), (ins RFP32:$src1, RFP32:$src2), TwoArgFP,
187                 [(set RFP32:$dst, (OpNode RFP32:$src1, RFP32:$src2))]>;
188 def _Fp64 : FpIf64<(outs RFP64:$dst), (ins RFP64:$src1, RFP64:$src2), TwoArgFP,
189                 [(set RFP64:$dst, (OpNode RFP64:$src1, RFP64:$src2))]>;
190 def _Fp80 : FpI_<(outs RFP80:$dst), (ins RFP80:$src1, RFP80:$src2), TwoArgFP,
191                 [(set RFP80:$dst, (OpNode RFP80:$src1, RFP80:$src2))]>;
192 }
193 // The FopST0 series are not included here because of the irregularities
194 // in where the 'r' goes in assembly output.
195 // These instructions cannot address 80-bit memory.
196 multiclass FPBinary<SDNode OpNode, Format fp, string asmstring> {
197 // ST(0) = ST(0) + [mem]
198 def _Fp32m  : FpIf32<(outs RFP32:$dst), (ins RFP32:$src1, f32mem:$src2), OneArgFPRW,
199                   [(set RFP32:$dst, 
200                     (OpNode RFP32:$src1, (loadf32 addr:$src2)))]>;
201 def _Fp64m  : FpIf64<(outs RFP64:$dst), (ins RFP64:$src1, f64mem:$src2), OneArgFPRW,
202                   [(set RFP64:$dst, 
203                     (OpNode RFP64:$src1, (loadf64 addr:$src2)))]>;
204 def _Fp64m32: FpIf64<(outs RFP64:$dst), (ins RFP64:$src1, f32mem:$src2), OneArgFPRW,
205                   [(set RFP64:$dst, 
206                     (OpNode RFP64:$src1, (f64 (extloadf32 addr:$src2))))]>;
207 def _Fp80m32: FpI_<(outs RFP80:$dst), (ins RFP80:$src1, f32mem:$src2), OneArgFPRW,
208                   [(set RFP80:$dst, 
209                     (OpNode RFP80:$src1, (f80 (extloadf32 addr:$src2))))]>;
210 def _Fp80m64: FpI_<(outs RFP80:$dst), (ins RFP80:$src1, f64mem:$src2), OneArgFPRW,
211                   [(set RFP80:$dst, 
212                     (OpNode RFP80:$src1, (f80 (extloadf64 addr:$src2))))]>;
213 def _F32m  : FPI<0xD8, fp, (outs), (ins f32mem:$src), 
214                  !strconcat("f", !strconcat(asmstring, "{s}\t$src"))> { let mayLoad = 1; }
215 def _F64m  : FPI<0xDC, fp, (outs), (ins f64mem:$src), 
216                  !strconcat("f", !strconcat(asmstring, "{l}\t$src"))> { let mayLoad = 1; }
217 // ST(0) = ST(0) + [memint]
218 def _FpI16m32 : FpIf32<(outs RFP32:$dst), (ins RFP32:$src1, i16mem:$src2), OneArgFPRW,
219                     [(set RFP32:$dst, (OpNode RFP32:$src1,
220                                        (X86fild addr:$src2, i16)))]>;
221 def _FpI32m32 : FpIf32<(outs RFP32:$dst), (ins RFP32:$src1, i32mem:$src2), OneArgFPRW,
222                     [(set RFP32:$dst, (OpNode RFP32:$src1,
223                                        (X86fild addr:$src2, i32)))]>;
224 def _FpI16m64 : FpIf64<(outs RFP64:$dst), (ins RFP64:$src1, i16mem:$src2), OneArgFPRW,
225                     [(set RFP64:$dst, (OpNode RFP64:$src1,
226                                        (X86fild addr:$src2, i16)))]>;
227 def _FpI32m64 : FpIf64<(outs RFP64:$dst), (ins RFP64:$src1, i32mem:$src2), OneArgFPRW,
228                     [(set RFP64:$dst, (OpNode RFP64:$src1,
229                                        (X86fild addr:$src2, i32)))]>;
230 def _FpI16m80 : FpI_<(outs RFP80:$dst), (ins RFP80:$src1, i16mem:$src2), OneArgFPRW,
231                     [(set RFP80:$dst, (OpNode RFP80:$src1,
232                                        (X86fild addr:$src2, i16)))]>;
233 def _FpI32m80 : FpI_<(outs RFP80:$dst), (ins RFP80:$src1, i32mem:$src2), OneArgFPRW,
234                     [(set RFP80:$dst, (OpNode RFP80:$src1,
235                                        (X86fild addr:$src2, i32)))]>;
236 def _FI16m  : FPI<0xDE, fp, (outs), (ins i16mem:$src), 
237                   !strconcat("fi", !strconcat(asmstring, "{s}\t$src"))> { let mayLoad = 1; }
238 def _FI32m  : FPI<0xDA, fp, (outs), (ins i32mem:$src), 
239                   !strconcat("fi", !strconcat(asmstring, "{l}\t$src"))> { let mayLoad = 1; }
240 }
241
242 defm ADD : FPBinary_rr<fadd>;
243 defm SUB : FPBinary_rr<fsub>;
244 defm MUL : FPBinary_rr<fmul>;
245 defm DIV : FPBinary_rr<fdiv>;
246 defm ADD : FPBinary<fadd, MRM0m, "add">;
247 defm SUB : FPBinary<fsub, MRM4m, "sub">;
248 defm SUBR: FPBinary<fsub ,MRM5m, "subr">;
249 defm MUL : FPBinary<fmul, MRM1m, "mul">;
250 defm DIV : FPBinary<fdiv, MRM6m, "div">;
251 defm DIVR: FPBinary<fdiv, MRM7m, "divr">;
252
253 class FPST0rInst<bits<8> o, string asm>
254   : FPI<o, AddRegFrm, (outs), (ins RST:$op), asm>, D8;
255 class FPrST0Inst<bits<8> o, string asm>
256   : FPI<o, AddRegFrm, (outs), (ins RST:$op), asm>, DC;
257 class FPrST0PInst<bits<8> o, string asm>
258   : FPI<o, AddRegFrm, (outs), (ins RST:$op), asm>, DE;
259
260 // NOTE: GAS and apparently all other AT&T style assemblers have a broken notion
261 // of some of the 'reverse' forms of the fsub and fdiv instructions.  As such,
262 // we have to put some 'r's in and take them out of weird places.
263 def ADD_FST0r   : FPST0rInst <0xC0, "fadd\t$op">;
264 def ADD_FrST0   : FPrST0Inst <0xC0, "fadd\t{%st(0), $op|$op, %ST(0)}">;
265 def ADD_FPrST0  : FPrST0PInst<0xC0, "faddp\t$op">;
266 def SUBR_FST0r  : FPST0rInst <0xE8, "fsubr\t$op">;
267 def SUB_FrST0   : FPrST0Inst <0xE8, "fsub{r}\t{%st(0), $op|$op, %ST(0)}">;
268 def SUB_FPrST0  : FPrST0PInst<0xE8, "fsub{r}p\t$op">;
269 def SUB_FST0r   : FPST0rInst <0xE0, "fsub\t$op">;
270 def SUBR_FrST0  : FPrST0Inst <0xE0, "fsub{|r}\t{%st(0), $op|$op, %ST(0)}">;
271 def SUBR_FPrST0 : FPrST0PInst<0xE0, "fsub{|r}p\t$op">;
272 def MUL_FST0r   : FPST0rInst <0xC8, "fmul\t$op">;
273 def MUL_FrST0   : FPrST0Inst <0xC8, "fmul\t{%st(0), $op|$op, %ST(0)}">;
274 def MUL_FPrST0  : FPrST0PInst<0xC8, "fmulp\t$op">;
275 def DIVR_FST0r  : FPST0rInst <0xF8, "fdivr\t$op">;
276 def DIV_FrST0   : FPrST0Inst <0xF8, "fdiv{r}\t{%st(0), $op|$op, %ST(0)}">;
277 def DIV_FPrST0  : FPrST0PInst<0xF8, "fdiv{r}p\t$op">;
278 def DIV_FST0r   : FPST0rInst <0xF0, "fdiv\t$op">;
279 def DIVR_FrST0  : FPrST0Inst <0xF0, "fdiv{|r}\t{%st(0), $op|$op, %ST(0)}">;
280 def DIVR_FPrST0 : FPrST0PInst<0xF0, "fdiv{|r}p\t$op">;
281
282 // Unary operations.
283 multiclass FPUnary<SDNode OpNode, bits<8> opcode, string asmstring> {
284 def _Fp32  : FpIf32<(outs RFP32:$dst), (ins RFP32:$src), OneArgFPRW,
285                  [(set RFP32:$dst, (OpNode RFP32:$src))]>;
286 def _Fp64  : FpIf64<(outs RFP64:$dst), (ins RFP64:$src), OneArgFPRW,
287                  [(set RFP64:$dst, (OpNode RFP64:$src))]>;
288 def _Fp80  : FpI_<(outs RFP80:$dst), (ins RFP80:$src), OneArgFPRW,
289                  [(set RFP80:$dst, (OpNode RFP80:$src))]>;
290 def _F     : FPI<opcode, RawFrm, (outs), (ins), asmstring>, D9;
291 }
292
293 defm CHS : FPUnary<fneg, 0xE0, "fchs">;
294 defm ABS : FPUnary<fabs, 0xE1, "fabs">;
295 defm SQRT: FPUnary<fsqrt,0xFA, "fsqrt">;
296 defm SIN : FPUnary<fsin, 0xFE, "fsin">;
297 defm COS : FPUnary<fcos, 0xFF, "fcos">;
298
299 let neverHasSideEffects = 1 in {
300 def TST_Fp32  : FpIf32<(outs), (ins RFP32:$src), OneArgFP, []>;
301 def TST_Fp64  : FpIf64<(outs), (ins RFP64:$src), OneArgFP, []>;
302 def TST_Fp80  : FpI_<(outs), (ins RFP80:$src), OneArgFP, []>;
303 }
304 def TST_F  : FPI<0xE4, RawFrm, (outs), (ins), "ftst">, D9;
305
306 // Versions of FP instructions that take a single memory operand.  Added for the
307 //   disassembler; remove as they are included with patterns elsewhere.
308 def FCOM32m  : FPI<0xD8, MRM2m, (outs), (ins f32mem:$src), "fcom\t$src">;
309 def FCOMP32m : FPI<0xD8, MRM3m, (outs), (ins f32mem:$src), "fcomp\t$src">;
310
311 def FLDENVm  : FPI<0xD9, MRM4m, (outs), (ins f32mem:$src), "fldenv\t$src">;
312 def FSTENVm  : FPI<0xD9, MRM6m, (outs f32mem:$dst), (ins), "fstenv\t$dst">;
313
314 def FICOM32m : FPI<0xDA, MRM2m, (outs), (ins i32mem:$src), "ficom{l}\t$src">;
315 def FICOMP32m: FPI<0xDA, MRM3m, (outs), (ins i32mem:$src), "ficomp{l}\t$src">;
316
317 def FCOM64m  : FPI<0xDC, MRM2m, (outs), (ins f64mem:$src), "fcom\t$src">;
318 def FCOMP64m : FPI<0xDC, MRM3m, (outs), (ins f64mem:$src), "fcomp\t$src">;
319
320 def FLD64m   : FPI<0xDD, MRM0m, (outs), (ins f64mem:$src), "fld\t$src">;
321 def FISTTP32m: FPI<0xDD, MRM1m, (outs i32mem:$dst), (ins), "fisttp{l}\t$dst">;
322 def FST64m   : FPI<0xDD, MRM2m, (outs f64mem:$dst), (ins), "fst\t$dst">;
323 def FSTP64m  : FPI<0xDD, MRM3m, (outs f64mem:$dst), (ins), "fld\t$dst">;
324 def FRSTORm  : FPI<0xDD, MRM4m, (outs f32mem:$dst), (ins), "frstor\t$dst">;
325 def FSAVEm   : FPI<0xDD, MRM6m, (outs f32mem:$dst), (ins), "fsave\t$dst">;
326 def FSTSWm   : FPI<0xDD, MRM7m, (outs f32mem:$dst), (ins), "fstsw\t$dst">;
327
328 def FICOM16m : FPI<0xDE, MRM2m, (outs), (ins i16mem:$src), "ficom{w}\t$src">;
329 def FICOMP16m: FPI<0xDE, MRM3m, (outs), (ins i16mem:$src), "ficomp{w}\t$src">;
330
331 def FBLDm    : FPI<0xDF, MRM4m, (outs), (ins f32mem:$src), "fbld\t$src">;
332 def FILD64m  : FPI<0xDF, MRM5m, (outs), (ins i64mem:$src), "fild{q}\t$src">;
333 def FBSTPm   : FPI<0xDF, MRM6m, (outs f32mem:$dst), (ins), "fbstp\t$dst">;
334 def FISTP64m : FPI<0xDF, MRM7m, (outs i64mem:$dst), (ins), "fistp{q}\t$dst">;
335
336 // Floating point cmovs.
337 multiclass FPCMov<PatLeaf cc> {
338   def _Fp32  : FpIf32<(outs RFP32:$dst), (ins RFP32:$src1, RFP32:$src2),
339                        CondMovFP,
340                      [(set RFP32:$dst, (X86cmov RFP32:$src1, RFP32:$src2,
341                                         cc, EFLAGS))]>;
342   def _Fp64  : FpIf64<(outs RFP64:$dst), (ins RFP64:$src1, RFP64:$src2),
343                        CondMovFP,
344                      [(set RFP64:$dst, (X86cmov RFP64:$src1, RFP64:$src2,
345                                         cc, EFLAGS))]>;
346   def _Fp80  : FpI_<(outs RFP80:$dst), (ins RFP80:$src1, RFP80:$src2),
347                      CondMovFP,
348                      [(set RFP80:$dst, (X86cmov RFP80:$src1, RFP80:$src2,
349                                         cc, EFLAGS))]>;
350 }
351 let Uses = [EFLAGS], isTwoAddress = 1 in {
352 defm CMOVB  : FPCMov<X86_COND_B>;
353 defm CMOVBE : FPCMov<X86_COND_BE>;
354 defm CMOVE  : FPCMov<X86_COND_E>;
355 defm CMOVP  : FPCMov<X86_COND_P>;
356 defm CMOVNB : FPCMov<X86_COND_AE>;
357 defm CMOVNBE: FPCMov<X86_COND_A>;
358 defm CMOVNE : FPCMov<X86_COND_NE>;
359 defm CMOVNP : FPCMov<X86_COND_NP>;
360 }
361
362 // These are not factored because there's no clean way to pass DA/DB.
363 def CMOVB_F  : FPI<0xC0, AddRegFrm, (outs RST:$op), (ins),
364                   "fcmovb\t{$op, %st(0)|%ST(0), $op}">, DA;
365 def CMOVBE_F : FPI<0xD0, AddRegFrm, (outs RST:$op), (ins),
366                   "fcmovbe\t{$op, %st(0)|%ST(0), $op}">, DA;
367 def CMOVE_F  : FPI<0xC8, AddRegFrm, (outs RST:$op), (ins),
368                   "fcmove\t{$op, %st(0)|%ST(0), $op}">, DA;
369 def CMOVP_F  : FPI<0xD8, AddRegFrm, (outs RST:$op), (ins),
370                   "fcmovu\t {$op, %st(0)|%ST(0), $op}">, DA;
371 def CMOVNB_F : FPI<0xC0, AddRegFrm, (outs RST:$op), (ins),
372                   "fcmovnb\t{$op, %st(0)|%ST(0), $op}">, DB;
373 def CMOVNBE_F: FPI<0xD0, AddRegFrm, (outs RST:$op), (ins),
374                   "fcmovnbe\t{$op, %st(0)|%ST(0), $op}">, DB;
375 def CMOVNE_F : FPI<0xC8, AddRegFrm, (outs RST:$op), (ins),
376                   "fcmovne\t{$op, %st(0)|%ST(0), $op}">, DB;
377 def CMOVNP_F : FPI<0xD8, AddRegFrm, (outs RST:$op), (ins),
378                   "fcmovnu\t{$op, %st(0)|%ST(0), $op}">, DB;
379
380 // Floating point loads & stores.
381 let canFoldAsLoad = 1 in {
382 def LD_Fp32m   : FpIf32<(outs RFP32:$dst), (ins f32mem:$src), ZeroArgFP,
383                   [(set RFP32:$dst, (loadf32 addr:$src))]>;
384 let isReMaterializable = 1, mayHaveSideEffects = 1 in
385   def LD_Fp64m : FpIf64<(outs RFP64:$dst), (ins f64mem:$src), ZeroArgFP,
386                   [(set RFP64:$dst, (loadf64 addr:$src))]>;
387 def LD_Fp80m   : FpI_<(outs RFP80:$dst), (ins f80mem:$src), ZeroArgFP,
388                   [(set RFP80:$dst, (loadf80 addr:$src))]>;
389 }
390 def LD_Fp32m64 : FpIf64<(outs RFP64:$dst), (ins f32mem:$src), ZeroArgFP,
391                   [(set RFP64:$dst, (f64 (extloadf32 addr:$src)))]>;
392 def LD_Fp64m80 : FpI_<(outs RFP80:$dst), (ins f64mem:$src), ZeroArgFP,
393                   [(set RFP80:$dst, (f80 (extloadf64 addr:$src)))]>;
394 def LD_Fp32m80 : FpI_<(outs RFP80:$dst), (ins f32mem:$src), ZeroArgFP,
395                   [(set RFP80:$dst, (f80 (extloadf32 addr:$src)))]>;
396 def ILD_Fp16m32: FpIf32<(outs RFP32:$dst), (ins i16mem:$src), ZeroArgFP,
397                   [(set RFP32:$dst, (X86fild addr:$src, i16))]>;
398 def ILD_Fp32m32: FpIf32<(outs RFP32:$dst), (ins i32mem:$src), ZeroArgFP,
399                   [(set RFP32:$dst, (X86fild addr:$src, i32))]>;
400 def ILD_Fp64m32: FpIf32<(outs RFP32:$dst), (ins i64mem:$src), ZeroArgFP,
401                   [(set RFP32:$dst, (X86fild addr:$src, i64))]>;
402 def ILD_Fp16m64: FpIf64<(outs RFP64:$dst), (ins i16mem:$src), ZeroArgFP,
403                   [(set RFP64:$dst, (X86fild addr:$src, i16))]>;
404 def ILD_Fp32m64: FpIf64<(outs RFP64:$dst), (ins i32mem:$src), ZeroArgFP,
405                   [(set RFP64:$dst, (X86fild addr:$src, i32))]>;
406 def ILD_Fp64m64: FpIf64<(outs RFP64:$dst), (ins i64mem:$src), ZeroArgFP,
407                   [(set RFP64:$dst, (X86fild addr:$src, i64))]>;
408 def ILD_Fp16m80: FpI_<(outs RFP80:$dst), (ins i16mem:$src), ZeroArgFP,
409                   [(set RFP80:$dst, (X86fild addr:$src, i16))]>;
410 def ILD_Fp32m80: FpI_<(outs RFP80:$dst), (ins i32mem:$src), ZeroArgFP,
411                   [(set RFP80:$dst, (X86fild addr:$src, i32))]>;
412 def ILD_Fp64m80: FpI_<(outs RFP80:$dst), (ins i64mem:$src), ZeroArgFP,
413                   [(set RFP80:$dst, (X86fild addr:$src, i64))]>;
414
415 def ST_Fp32m   : FpIf32<(outs), (ins f32mem:$op, RFP32:$src), OneArgFP,
416                   [(store RFP32:$src, addr:$op)]>;
417 def ST_Fp64m32 : FpIf64<(outs), (ins f32mem:$op, RFP64:$src), OneArgFP,
418                   [(truncstoref32 RFP64:$src, addr:$op)]>;
419 def ST_Fp64m   : FpIf64<(outs), (ins f64mem:$op, RFP64:$src), OneArgFP,
420                   [(store RFP64:$src, addr:$op)]>;
421 def ST_Fp80m32 : FpI_<(outs), (ins f32mem:$op, RFP80:$src), OneArgFP,
422                   [(truncstoref32 RFP80:$src, addr:$op)]>;
423 def ST_Fp80m64 : FpI_<(outs), (ins f64mem:$op, RFP80:$src), OneArgFP,
424                   [(truncstoref64 RFP80:$src, addr:$op)]>;
425 // FST does not support 80-bit memory target; FSTP must be used.
426
427 let mayStore = 1, neverHasSideEffects = 1 in {
428 def ST_FpP32m    : FpIf32<(outs), (ins f32mem:$op, RFP32:$src), OneArgFP, []>;
429 def ST_FpP64m32  : FpIf64<(outs), (ins f32mem:$op, RFP64:$src), OneArgFP, []>;
430 def ST_FpP64m    : FpIf64<(outs), (ins f64mem:$op, RFP64:$src), OneArgFP, []>;
431 def ST_FpP80m32  : FpI_<(outs), (ins f32mem:$op, RFP80:$src), OneArgFP, []>;
432 def ST_FpP80m64  : FpI_<(outs), (ins f64mem:$op, RFP80:$src), OneArgFP, []>;
433 }
434 def ST_FpP80m    : FpI_<(outs), (ins f80mem:$op, RFP80:$src), OneArgFP,
435                     [(store RFP80:$src, addr:$op)]>;
436 let mayStore = 1, neverHasSideEffects = 1 in {
437 def IST_Fp16m32  : FpIf32<(outs), (ins i16mem:$op, RFP32:$src), OneArgFP, []>;
438 def IST_Fp32m32  : FpIf32<(outs), (ins i32mem:$op, RFP32:$src), OneArgFP, []>;
439 def IST_Fp64m32  : FpIf32<(outs), (ins i64mem:$op, RFP32:$src), OneArgFP, []>;
440 def IST_Fp16m64  : FpIf64<(outs), (ins i16mem:$op, RFP64:$src), OneArgFP, []>;
441 def IST_Fp32m64  : FpIf64<(outs), (ins i32mem:$op, RFP64:$src), OneArgFP, []>;
442 def IST_Fp64m64  : FpIf64<(outs), (ins i64mem:$op, RFP64:$src), OneArgFP, []>;
443 def IST_Fp16m80  : FpI_<(outs), (ins i16mem:$op, RFP80:$src), OneArgFP, []>;
444 def IST_Fp32m80  : FpI_<(outs), (ins i32mem:$op, RFP80:$src), OneArgFP, []>;
445 def IST_Fp64m80  : FpI_<(outs), (ins i64mem:$op, RFP80:$src), OneArgFP, []>;
446 }
447
448 let mayLoad = 1 in {
449 def LD_F32m   : FPI<0xD9, MRM0m, (outs), (ins f32mem:$src), "fld{s}\t$src">;
450 def LD_F64m   : FPI<0xDD, MRM0m, (outs), (ins f64mem:$src), "fld{l}\t$src">;
451 def LD_F80m   : FPI<0xDB, MRM5m, (outs), (ins f80mem:$src), "fld{t}\t$src">;
452 def ILD_F16m  : FPI<0xDF, MRM0m, (outs), (ins i16mem:$src), "fild{s}\t$src">;
453 def ILD_F32m  : FPI<0xDB, MRM0m, (outs), (ins i32mem:$src), "fild{l}\t$src">;
454 def ILD_F64m  : FPI<0xDF, MRM5m, (outs), (ins i64mem:$src), "fild{ll}\t$src">;
455 }
456 let mayStore = 1 in {
457 def ST_F32m   : FPI<0xD9, MRM2m, (outs), (ins f32mem:$dst), "fst{s}\t$dst">;
458 def ST_F64m   : FPI<0xDD, MRM2m, (outs), (ins f64mem:$dst), "fst{l}\t$dst">;
459 def ST_FP32m  : FPI<0xD9, MRM3m, (outs), (ins f32mem:$dst), "fstp{s}\t$dst">;
460 def ST_FP64m  : FPI<0xDD, MRM3m, (outs), (ins f64mem:$dst), "fstp{l}\t$dst">;
461 def ST_FP80m  : FPI<0xDB, MRM7m, (outs), (ins f80mem:$dst), "fstp{t}\t$dst">;
462 def IST_F16m  : FPI<0xDF, MRM2m, (outs), (ins i16mem:$dst), "fist{s}\t$dst">;
463 def IST_F32m  : FPI<0xDB, MRM2m, (outs), (ins i32mem:$dst), "fist{l}\t$dst">;
464 def IST_FP16m : FPI<0xDF, MRM3m, (outs), (ins i16mem:$dst), "fistp{s}\t$dst">;
465 def IST_FP32m : FPI<0xDB, MRM3m, (outs), (ins i32mem:$dst), "fistp{l}\t$dst">;
466 def IST_FP64m : FPI<0xDF, MRM7m, (outs), (ins i64mem:$dst), "fistp{ll}\t$dst">;
467 }
468
469 // FISTTP requires SSE3 even though it's a FPStack op.
470 def ISTT_Fp16m32 : FpI_<(outs), (ins i16mem:$op, RFP32:$src), OneArgFP,
471                     [(X86fp_to_i16mem RFP32:$src, addr:$op)]>,
472                     Requires<[HasSSE3]>;
473 def ISTT_Fp32m32 : FpI_<(outs), (ins i32mem:$op, RFP32:$src), OneArgFP,
474                     [(X86fp_to_i32mem RFP32:$src, addr:$op)]>,
475                     Requires<[HasSSE3]>;
476 def ISTT_Fp64m32 : FpI_<(outs), (ins i64mem:$op, RFP32:$src), OneArgFP,
477                     [(X86fp_to_i64mem RFP32:$src, addr:$op)]>,
478                     Requires<[HasSSE3]>;
479 def ISTT_Fp16m64 : FpI_<(outs), (ins i16mem:$op, RFP64:$src), OneArgFP,
480                     [(X86fp_to_i16mem RFP64:$src, addr:$op)]>,
481                     Requires<[HasSSE3]>;
482 def ISTT_Fp32m64 : FpI_<(outs), (ins i32mem:$op, RFP64:$src), OneArgFP,
483                     [(X86fp_to_i32mem RFP64:$src, addr:$op)]>,
484                     Requires<[HasSSE3]>;
485 def ISTT_Fp64m64 : FpI_<(outs), (ins i64mem:$op, RFP64:$src), OneArgFP,
486                     [(X86fp_to_i64mem RFP64:$src, addr:$op)]>,
487                     Requires<[HasSSE3]>;
488 def ISTT_Fp16m80 : FpI_<(outs), (ins i16mem:$op, RFP80:$src), OneArgFP,
489                     [(X86fp_to_i16mem RFP80:$src, addr:$op)]>,
490                     Requires<[HasSSE3]>;
491 def ISTT_Fp32m80 : FpI_<(outs), (ins i32mem:$op, RFP80:$src), OneArgFP,
492                     [(X86fp_to_i32mem RFP80:$src, addr:$op)]>,
493                     Requires<[HasSSE3]>;
494 def ISTT_Fp64m80 : FpI_<(outs), (ins i64mem:$op, RFP80:$src), OneArgFP,
495                     [(X86fp_to_i64mem RFP80:$src, addr:$op)]>,
496                     Requires<[HasSSE3]>;
497
498 let mayStore = 1 in {
499 def ISTT_FP16m : FPI<0xDF, MRM1m, (outs), (ins i16mem:$dst), "fisttp{s}\t$dst">;
500 def ISTT_FP32m : FPI<0xDB, MRM1m, (outs), (ins i32mem:$dst), "fisttp{l}\t$dst">;
501 def ISTT_FP64m : FPI<0xDD, MRM1m, (outs), (ins i64mem:$dst), "fisttp{ll}\t$dst">;
502 }
503
504 // FP Stack manipulation instructions.
505 def LD_Frr   : FPI<0xC0, AddRegFrm, (outs), (ins RST:$op), "fld\t$op">, D9;
506 def ST_Frr   : FPI<0xD0, AddRegFrm, (outs), (ins RST:$op), "fst\t$op">, DD;
507 def ST_FPrr  : FPI<0xD8, AddRegFrm, (outs), (ins RST:$op), "fstp\t$op">, DD;
508 def XCH_F    : FPI<0xC8, AddRegFrm, (outs), (ins RST:$op), "fxch\t$op">, D9;
509
510 // Floating point constant loads.
511 let isReMaterializable = 1 in {
512 def LD_Fp032 : FpIf32<(outs RFP32:$dst), (ins), ZeroArgFP,
513                 [(set RFP32:$dst, fpimm0)]>;
514 def LD_Fp132 : FpIf32<(outs RFP32:$dst), (ins), ZeroArgFP,
515                 [(set RFP32:$dst, fpimm1)]>;
516 def LD_Fp064 : FpIf64<(outs RFP64:$dst), (ins), ZeroArgFP,
517                 [(set RFP64:$dst, fpimm0)]>;
518 def LD_Fp164 : FpIf64<(outs RFP64:$dst), (ins), ZeroArgFP,
519                 [(set RFP64:$dst, fpimm1)]>;
520 def LD_Fp080 : FpI_<(outs RFP80:$dst), (ins), ZeroArgFP,
521                 [(set RFP80:$dst, fpimm0)]>;
522 def LD_Fp180 : FpI_<(outs RFP80:$dst), (ins), ZeroArgFP,
523                 [(set RFP80:$dst, fpimm1)]>;
524 }
525
526 def LD_F0 : FPI<0xEE, RawFrm, (outs), (ins), "fldz">, D9;
527 def LD_F1 : FPI<0xE8, RawFrm, (outs), (ins), "fld1">, D9;
528
529
530 // Floating point compares.
531 let Defs = [EFLAGS] in {
532 def UCOM_Fpr32 : FpIf32<(outs), (ins RFP32:$lhs, RFP32:$rhs), CompareFP,
533                         []>;  // FPSW = cmp ST(0) with ST(i)
534 def UCOM_Fpr64 : FpIf64<(outs), (ins RFP64:$lhs, RFP64:$rhs), CompareFP,
535                         []>;  // FPSW = cmp ST(0) with ST(i)
536 def UCOM_Fpr80 : FpI_  <(outs), (ins RFP80:$lhs, RFP80:$rhs), CompareFP,
537                         []>;  // FPSW = cmp ST(0) with ST(i)
538                         
539 def UCOM_FpIr32: FpIf32<(outs), (ins RFP32:$lhs, RFP32:$rhs), CompareFP,
540                   [(X86cmp RFP32:$lhs, RFP32:$rhs),
541                    (implicit EFLAGS)]>; // CC = ST(0) cmp ST(i)
542 def UCOM_FpIr64: FpIf64<(outs), (ins RFP64:$lhs, RFP64:$rhs), CompareFP,
543                   [(X86cmp RFP64:$lhs, RFP64:$rhs),
544                    (implicit EFLAGS)]>; // CC = ST(0) cmp ST(i)
545 def UCOM_FpIr80: FpI_<(outs), (ins RFP80:$lhs, RFP80:$rhs), CompareFP,
546                   [(X86cmp RFP80:$lhs, RFP80:$rhs),
547                    (implicit EFLAGS)]>; // CC = ST(0) cmp ST(i)
548 }
549
550 let Defs = [EFLAGS], Uses = [ST0] in {
551 def UCOM_Fr    : FPI<0xE0, AddRegFrm,    // FPSW = cmp ST(0) with ST(i)
552                     (outs), (ins RST:$reg),
553                     "fucom\t$reg">, DD;
554 def UCOM_FPr   : FPI<0xE8, AddRegFrm,    // FPSW = cmp ST(0) with ST(i), pop
555                     (outs), (ins RST:$reg),
556                     "fucomp\t$reg">, DD;
557 def UCOM_FPPr  : FPI<0xE9, RawFrm,       // cmp ST(0) with ST(1), pop, pop
558                     (outs), (ins),
559                     "fucompp">, DA;
560
561 def UCOM_FIr   : FPI<0xE8, AddRegFrm,     // CC = cmp ST(0) with ST(i)
562                     (outs), (ins RST:$reg),
563                     "fucomi\t{$reg, %st(0)|%ST(0), $reg}">, DB;
564 def UCOM_FIPr  : FPI<0xE8, AddRegFrm,     // CC = cmp ST(0) with ST(i), pop
565                     (outs), (ins RST:$reg),
566                     "fucomip\t{$reg, %st(0)|%ST(0), $reg}">, DF;
567 }
568
569 // Floating point flag ops.
570 let Defs = [AX] in
571 def FNSTSW8r  : I<0xE0, RawFrm,                  // AX = fp flags
572                   (outs), (ins), "fnstsw", []>, DF;
573
574 def FNSTCW16m : I<0xD9, MRM7m,                   // [mem16] = X87 control world
575                   (outs), (ins i16mem:$dst), "fnstcw\t$dst",
576                   [(X86fp_cwd_get16 addr:$dst)]>;
577                   
578 let mayLoad = 1 in
579 def FLDCW16m  : I<0xD9, MRM5m,                   // X87 control world = [mem16]
580                   (outs), (ins i16mem:$dst), "fldcw\t$dst", []>;
581
582 //===----------------------------------------------------------------------===//
583 // Non-Instruction Patterns
584 //===----------------------------------------------------------------------===//
585
586 // Required for RET of f32 / f64 / f80 values.
587 def : Pat<(X86fld addr:$src, f32), (LD_Fp32m addr:$src)>;
588 def : Pat<(X86fld addr:$src, f64), (LD_Fp64m addr:$src)>;
589 def : Pat<(X86fld addr:$src, f80), (LD_Fp80m addr:$src)>;
590
591 // Required for CALL which return f32 / f64 / f80 values.
592 def : Pat<(X86fst RFP32:$src, addr:$op, f32), (ST_Fp32m addr:$op, RFP32:$src)>;
593 def : Pat<(X86fst RFP64:$src, addr:$op, f32), (ST_Fp64m32 addr:$op, RFP64:$src)>;
594 def : Pat<(X86fst RFP64:$src, addr:$op, f64), (ST_Fp64m addr:$op, RFP64:$src)>;
595 def : Pat<(X86fst RFP80:$src, addr:$op, f32), (ST_Fp80m32 addr:$op, RFP80:$src)>;
596 def : Pat<(X86fst RFP80:$src, addr:$op, f64), (ST_Fp80m64 addr:$op, RFP80:$src)>;
597 def : Pat<(X86fst RFP80:$src, addr:$op, f80), (ST_FpP80m addr:$op, RFP80:$src)>;
598
599 // Floating point constant -0.0 and -1.0
600 def : Pat<(f32 fpimmneg0), (CHS_Fp32 (LD_Fp032))>, Requires<[FPStackf32]>;
601 def : Pat<(f32 fpimmneg1), (CHS_Fp32 (LD_Fp132))>, Requires<[FPStackf32]>;
602 def : Pat<(f64 fpimmneg0), (CHS_Fp64 (LD_Fp064))>, Requires<[FPStackf64]>;
603 def : Pat<(f64 fpimmneg1), (CHS_Fp64 (LD_Fp164))>, Requires<[FPStackf64]>;
604 def : Pat<(f80 fpimmneg0), (CHS_Fp80 (LD_Fp080))>;
605 def : Pat<(f80 fpimmneg1), (CHS_Fp80 (LD_Fp180))>;
606
607 // Used to conv. i64 to f64 since there isn't a SSE version.
608 def : Pat<(X86fildflag addr:$src, i64), (ILD_Fp64m64 addr:$src)>;
609
610 // FP extensions map onto simple pseudo-value conversions if they are to/from
611 // the FP stack.
612 def : Pat<(f64 (fextend RFP32:$src)), (MOV_Fp3264 RFP32:$src)>,
613           Requires<[FPStackf32]>;
614 def : Pat<(f80 (fextend RFP32:$src)), (MOV_Fp3280 RFP32:$src)>,
615            Requires<[FPStackf32]>;
616 def : Pat<(f80 (fextend RFP64:$src)), (MOV_Fp6480 RFP64:$src)>,
617            Requires<[FPStackf64]>;
618
619 // FP truncations map onto simple pseudo-value conversions if they are to/from
620 // the FP stack.  We have validated that only value-preserving truncations make
621 // it through isel.
622 def : Pat<(f32 (fround RFP64:$src)), (MOV_Fp6432 RFP64:$src)>,
623           Requires<[FPStackf32]>;
624 def : Pat<(f32 (fround RFP80:$src)), (MOV_Fp8032 RFP80:$src)>,
625            Requires<[FPStackf32]>;
626 def : Pat<(f64 (fround RFP80:$src)), (MOV_Fp8064 RFP80:$src)>,
627            Requires<[FPStackf64]>;