Add 256-bit vaddsub, vhadd, vhsub, vblend and vdpp instructions!
[oota-llvm.git] / lib / Target / X86 / X86InstrFragmentsSIMD.td
1 //======- X86InstrFragmentsSIMD.td - x86 ISA -------------*- 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 provides pattern fragments useful for SIMD instructions.
11 //
12 //===----------------------------------------------------------------------===//
13
14 //===----------------------------------------------------------------------===//
15 // MMX Pattern Fragments
16 //===----------------------------------------------------------------------===//
17
18 def load_mmx : PatFrag<(ops node:$ptr), (v1i64 (load node:$ptr))>;
19
20 def bc_v8i8  : PatFrag<(ops node:$in), (v8i8  (bitconvert node:$in))>;
21 def bc_v4i16 : PatFrag<(ops node:$in), (v4i16 (bitconvert node:$in))>;
22 def bc_v2i32 : PatFrag<(ops node:$in), (v2i32 (bitconvert node:$in))>;
23 def bc_v1i64 : PatFrag<(ops node:$in), (v1i64 (bitconvert node:$in))>;
24
25 //===----------------------------------------------------------------------===//
26 // MMX Masks
27 //===----------------------------------------------------------------------===//
28
29 // MMX_SHUFFLE_get_shuf_imm xform function: convert vector_shuffle mask to
30 // PSHUFW imm.
31 def MMX_SHUFFLE_get_shuf_imm : SDNodeXForm<vector_shuffle, [{
32   return getI8Imm(X86::getShuffleSHUFImmediate(N));
33 }]>;
34
35 // Patterns for: vector_shuffle v1, v2, <2, 6, 3, 7, ...>
36 def mmx_unpckh : PatFrag<(ops node:$lhs, node:$rhs),
37                          (vector_shuffle node:$lhs, node:$rhs), [{
38   return X86::isUNPCKHMask(cast<ShuffleVectorSDNode>(N));
39 }]>;
40
41 // Patterns for: vector_shuffle v1, v2, <0, 4, 2, 5, ...>
42 def mmx_unpckl : PatFrag<(ops node:$lhs, node:$rhs),
43                          (vector_shuffle node:$lhs, node:$rhs), [{
44   return X86::isUNPCKLMask(cast<ShuffleVectorSDNode>(N));
45 }]>;
46
47 // Patterns for: vector_shuffle v1, <undef>, <0, 0, 1, 1, ...>
48 def mmx_unpckh_undef : PatFrag<(ops node:$lhs, node:$rhs),
49                                (vector_shuffle node:$lhs, node:$rhs), [{
50   return X86::isUNPCKH_v_undef_Mask(cast<ShuffleVectorSDNode>(N));
51 }]>;
52
53 // Patterns for: vector_shuffle v1, <undef>, <2, 2, 3, 3, ...>
54 def mmx_unpckl_undef : PatFrag<(ops node:$lhs, node:$rhs),
55                                (vector_shuffle node:$lhs, node:$rhs), [{
56   return X86::isUNPCKL_v_undef_Mask(cast<ShuffleVectorSDNode>(N));
57 }]>;
58
59 def mmx_pshufw : PatFrag<(ops node:$lhs, node:$rhs),
60                          (vector_shuffle node:$lhs, node:$rhs), [{
61   return X86::isPSHUFDMask(cast<ShuffleVectorSDNode>(N));
62 }], MMX_SHUFFLE_get_shuf_imm>;
63
64 //===----------------------------------------------------------------------===//
65 // SSE specific DAG Nodes.
66 //===----------------------------------------------------------------------===//
67
68 def SDTX86FPShiftOp : SDTypeProfile<1, 2, [ SDTCisSameAs<0, 1>,
69                                             SDTCisFP<0>, SDTCisInt<2> ]>;
70 def SDTX86VFCMP : SDTypeProfile<1, 3, [SDTCisInt<0>, SDTCisSameAs<1, 2>,
71                                        SDTCisFP<1>, SDTCisVT<3, i8>]>;
72
73 def X86fmin    : SDNode<"X86ISD::FMIN",      SDTFPBinOp>;
74 def X86fmax    : SDNode<"X86ISD::FMAX",      SDTFPBinOp>;
75 def X86fand    : SDNode<"X86ISD::FAND",      SDTFPBinOp,
76                         [SDNPCommutative, SDNPAssociative]>;
77 def X86for     : SDNode<"X86ISD::FOR",       SDTFPBinOp,
78                         [SDNPCommutative, SDNPAssociative]>;
79 def X86fxor    : SDNode<"X86ISD::FXOR",      SDTFPBinOp,
80                         [SDNPCommutative, SDNPAssociative]>;
81 def X86frsqrt  : SDNode<"X86ISD::FRSQRT",    SDTFPUnaryOp>;
82 def X86frcp    : SDNode<"X86ISD::FRCP",      SDTFPUnaryOp>;
83 def X86fsrl    : SDNode<"X86ISD::FSRL",      SDTX86FPShiftOp>;
84 def X86comi    : SDNode<"X86ISD::COMI",      SDTX86CmpTest>;
85 def X86ucomi   : SDNode<"X86ISD::UCOMI",     SDTX86CmpTest>;
86 def X86pshufb  : SDNode<"X86ISD::PSHUFB",
87                  SDTypeProfile<1, 2, [SDTCisVT<0, v16i8>, SDTCisSameAs<0,1>,
88                                       SDTCisSameAs<0,2>]>>;
89 def X86pextrb  : SDNode<"X86ISD::PEXTRB",
90                  SDTypeProfile<1, 2, [SDTCisVT<0, i32>, SDTCisPtrTy<2>]>>;
91 def X86pextrw  : SDNode<"X86ISD::PEXTRW",
92                  SDTypeProfile<1, 2, [SDTCisVT<0, i32>, SDTCisPtrTy<2>]>>;
93 def X86pinsrb  : SDNode<"X86ISD::PINSRB",
94                  SDTypeProfile<1, 3, [SDTCisVT<0, v16i8>, SDTCisSameAs<0,1>,
95                                       SDTCisVT<2, i32>, SDTCisPtrTy<3>]>>;
96 def X86pinsrw  : SDNode<"X86ISD::PINSRW",
97                  SDTypeProfile<1, 3, [SDTCisVT<0, v8i16>, SDTCisSameAs<0,1>,
98                                       SDTCisVT<2, i32>, SDTCisPtrTy<3>]>>;
99 def X86insrtps : SDNode<"X86ISD::INSERTPS",
100                  SDTypeProfile<1, 3, [SDTCisVT<0, v4f32>, SDTCisSameAs<0,1>,
101                                       SDTCisVT<2, v4f32>, SDTCisPtrTy<3>]>>;
102 def X86vzmovl  : SDNode<"X86ISD::VZEXT_MOVL",
103                  SDTypeProfile<1, 1, [SDTCisSameAs<0,1>]>>;
104 def X86vzload  : SDNode<"X86ISD::VZEXT_LOAD", SDTLoad,
105                         [SDNPHasChain, SDNPMayLoad]>;
106 def X86vshl    : SDNode<"X86ISD::VSHL",      SDTIntShiftOp>;
107 def X86vshr    : SDNode<"X86ISD::VSRL",      SDTIntShiftOp>;
108 def X86cmpps   : SDNode<"X86ISD::CMPPS",     SDTX86VFCMP>;
109 def X86cmppd   : SDNode<"X86ISD::CMPPD",     SDTX86VFCMP>;
110 def X86pcmpeqb : SDNode<"X86ISD::PCMPEQB", SDTIntBinOp, [SDNPCommutative]>;
111 def X86pcmpeqw : SDNode<"X86ISD::PCMPEQW", SDTIntBinOp, [SDNPCommutative]>;
112 def X86pcmpeqd : SDNode<"X86ISD::PCMPEQD", SDTIntBinOp, [SDNPCommutative]>;
113 def X86pcmpeqq : SDNode<"X86ISD::PCMPEQQ", SDTIntBinOp, [SDNPCommutative]>;
114 def X86pcmpgtb : SDNode<"X86ISD::PCMPGTB", SDTIntBinOp>;
115 def X86pcmpgtw : SDNode<"X86ISD::PCMPGTW", SDTIntBinOp>;
116 def X86pcmpgtd : SDNode<"X86ISD::PCMPGTD", SDTIntBinOp>;
117 def X86pcmpgtq : SDNode<"X86ISD::PCMPGTQ", SDTIntBinOp>;
118
119 def SDTX86CmpPTest : SDTypeProfile<1, 2, [SDTCisVT<0, i32>,
120                                           SDTCisVT<1, v4f32>,
121                                           SDTCisVT<2, v4f32>]>;
122 def X86ptest   : SDNode<"X86ISD::PTEST", SDTX86CmpPTest>;
123
124 //===----------------------------------------------------------------------===//
125 // SSE Complex Patterns
126 //===----------------------------------------------------------------------===//
127
128 // These are 'extloads' from a scalar to the low element of a vector, zeroing
129 // the top elements.  These are used for the SSE 'ss' and 'sd' instruction
130 // forms.
131 def sse_load_f32 : ComplexPattern<v4f32, 5, "SelectScalarSSELoad", [],
132                                   [SDNPHasChain, SDNPMayLoad]>;
133 def sse_load_f64 : ComplexPattern<v2f64, 5, "SelectScalarSSELoad", [],
134                                   [SDNPHasChain, SDNPMayLoad]>;
135
136 def ssmem : Operand<v4f32> {
137   let PrintMethod = "printf32mem";
138   let MIOperandInfo = (ops ptr_rc, i8imm, ptr_rc_nosp, i32imm, i8imm);
139   let ParserMatchClass = X86MemAsmOperand;
140 }
141 def sdmem : Operand<v2f64> {
142   let PrintMethod = "printf64mem";
143   let MIOperandInfo = (ops ptr_rc, i8imm, ptr_rc_nosp, i32imm, i8imm);
144   let ParserMatchClass = X86MemAsmOperand;
145 }
146
147 //===----------------------------------------------------------------------===//
148 // SSE pattern fragments
149 //===----------------------------------------------------------------------===//
150
151 def loadv4f32    : PatFrag<(ops node:$ptr), (v4f32 (load node:$ptr))>;
152 def loadv2f64    : PatFrag<(ops node:$ptr), (v2f64 (load node:$ptr))>;
153 def loadv4i32    : PatFrag<(ops node:$ptr), (v4i32 (load node:$ptr))>;
154 def loadv2i64    : PatFrag<(ops node:$ptr), (v2i64 (load node:$ptr))>;
155
156 // FIXME: move this to a more appropriate place after all AVX is done.
157 def loadv8f32    : PatFrag<(ops node:$ptr), (v8f32 (load node:$ptr))>;
158 def loadv4f64    : PatFrag<(ops node:$ptr), (v4f64 (load node:$ptr))>;
159 def loadv8i32    : PatFrag<(ops node:$ptr), (v8i32 (load node:$ptr))>;
160 def loadv4i64    : PatFrag<(ops node:$ptr), (v4i64 (load node:$ptr))>;
161
162 // Like 'store', but always requires vector alignment.
163 def alignedstore : PatFrag<(ops node:$val, node:$ptr),
164                            (store node:$val, node:$ptr), [{
165   return cast<StoreSDNode>(N)->getAlignment() >= 16;
166 }]>;
167
168 // Like 'load', but always requires vector alignment.
169 def alignedload : PatFrag<(ops node:$ptr), (load node:$ptr), [{
170   return cast<LoadSDNode>(N)->getAlignment() >= 16;
171 }]>;
172
173 def alignedloadfsf32 : PatFrag<(ops node:$ptr),
174                                (f32 (alignedload node:$ptr))>;
175 def alignedloadfsf64 : PatFrag<(ops node:$ptr),
176                                (f64 (alignedload node:$ptr))>;
177 def alignedloadv4f32 : PatFrag<(ops node:$ptr),
178                                (v4f32 (alignedload node:$ptr))>;
179 def alignedloadv2f64 : PatFrag<(ops node:$ptr),
180                                (v2f64 (alignedload node:$ptr))>;
181 def alignedloadv4i32 : PatFrag<(ops node:$ptr),
182                                (v4i32 (alignedload node:$ptr))>;
183 def alignedloadv2i64 : PatFrag<(ops node:$ptr),
184                                (v2i64 (alignedload node:$ptr))>;
185
186 // FIXME: move this to a more appropriate place after all AVX is done.
187 def alignedloadv8f32 : PatFrag<(ops node:$ptr),
188                                (v8f32 (alignedload node:$ptr))>;
189 def alignedloadv4f64 : PatFrag<(ops node:$ptr),
190                                (v4f64 (alignedload node:$ptr))>;
191 def alignedloadv8i32 : PatFrag<(ops node:$ptr),
192                                (v8i32 (alignedload node:$ptr))>;
193 def alignedloadv4i64 : PatFrag<(ops node:$ptr),
194                                (v4i64 (alignedload node:$ptr))>;
195
196 // Like 'load', but uses special alignment checks suitable for use in
197 // memory operands in most SSE instructions, which are required to
198 // be naturally aligned on some targets but not on others.  If the subtarget
199 // allows unaligned accesses, match any load, though this may require
200 // setting a feature bit in the processor (on startup, for example).
201 // Opteron 10h and later implement such a feature.
202 def memop : PatFrag<(ops node:$ptr), (load node:$ptr), [{
203   return    Subtarget->hasVectorUAMem()
204          || cast<LoadSDNode>(N)->getAlignment() >= 16;
205 }]>;
206
207 def memopfsf32 : PatFrag<(ops node:$ptr), (f32   (memop node:$ptr))>;
208 def memopfsf64 : PatFrag<(ops node:$ptr), (f64   (memop node:$ptr))>;
209 def memopv4f32 : PatFrag<(ops node:$ptr), (v4f32 (memop node:$ptr))>;
210 def memopv2f64 : PatFrag<(ops node:$ptr), (v2f64 (memop node:$ptr))>;
211 def memopv4i32 : PatFrag<(ops node:$ptr), (v4i32 (memop node:$ptr))>;
212 def memopv2i64 : PatFrag<(ops node:$ptr), (v2i64 (memop node:$ptr))>;
213 def memopv16i8 : PatFrag<(ops node:$ptr), (v16i8 (memop node:$ptr))>;
214
215 // FIXME: move this to a more appropriate place after all AVX is done.
216 def memopv32i8 : PatFrag<(ops node:$ptr), (v32i8 (memop node:$ptr))>;
217 def memopv8f32 : PatFrag<(ops node:$ptr), (v8f32 (memop node:$ptr))>;
218 def memopv4f64 : PatFrag<(ops node:$ptr), (v4f64 (memop node:$ptr))>;
219
220 // SSSE3 uses MMX registers for some instructions. They aren't aligned on a
221 // 16-byte boundary.
222 // FIXME: 8 byte alignment for mmx reads is not required
223 def memop64 : PatFrag<(ops node:$ptr), (load node:$ptr), [{
224   return cast<LoadSDNode>(N)->getAlignment() >= 8;
225 }]>;
226
227 def memopv8i8  : PatFrag<(ops node:$ptr), (v8i8  (memop64 node:$ptr))>;
228 def memopv4i16 : PatFrag<(ops node:$ptr), (v4i16 (memop64 node:$ptr))>;
229 def memopv8i16 : PatFrag<(ops node:$ptr), (v8i16 (memop64 node:$ptr))>;
230 def memopv2i32 : PatFrag<(ops node:$ptr), (v2i32 (memop64 node:$ptr))>;
231
232 // MOVNT Support
233 // Like 'store', but requires the non-temporal bit to be set
234 def nontemporalstore : PatFrag<(ops node:$val, node:$ptr),
235                            (st node:$val, node:$ptr), [{
236   if (StoreSDNode *ST = dyn_cast<StoreSDNode>(N))
237     return ST->isNonTemporal();
238   return false;
239 }]>;
240
241 def alignednontemporalstore : PatFrag<(ops node:$val, node:$ptr),
242                                    (st node:$val, node:$ptr), [{
243   if (StoreSDNode *ST = dyn_cast<StoreSDNode>(N))
244     return ST->isNonTemporal() && !ST->isTruncatingStore() &&
245            ST->getAddressingMode() == ISD::UNINDEXED &&
246            ST->getAlignment() >= 16;
247   return false;
248 }]>;
249
250 def unalignednontemporalstore : PatFrag<(ops node:$val, node:$ptr),
251                                    (st node:$val, node:$ptr), [{
252   if (StoreSDNode *ST = dyn_cast<StoreSDNode>(N))
253     return ST->isNonTemporal() &&
254            ST->getAlignment() < 16;
255   return false;
256 }]>;
257
258 def bc_v4f32 : PatFrag<(ops node:$in), (v4f32 (bitconvert node:$in))>;
259 def bc_v2f64 : PatFrag<(ops node:$in), (v2f64 (bitconvert node:$in))>;
260 def bc_v16i8 : PatFrag<(ops node:$in), (v16i8 (bitconvert node:$in))>;
261 def bc_v8i16 : PatFrag<(ops node:$in), (v8i16 (bitconvert node:$in))>;
262 def bc_v4i32 : PatFrag<(ops node:$in), (v4i32 (bitconvert node:$in))>;
263 def bc_v2i64 : PatFrag<(ops node:$in), (v2i64 (bitconvert node:$in))>;
264
265 def vzmovl_v2i64 : PatFrag<(ops node:$src),
266                            (bitconvert (v2i64 (X86vzmovl
267                              (v2i64 (scalar_to_vector (loadi64 node:$src))))))>;
268 def vzmovl_v4i32 : PatFrag<(ops node:$src),
269                            (bitconvert (v4i32 (X86vzmovl
270                              (v4i32 (scalar_to_vector (loadi32 node:$src))))))>;
271
272 def vzload_v2i64 : PatFrag<(ops node:$src),
273                            (bitconvert (v2i64 (X86vzload node:$src)))>;
274
275
276 def fp32imm0 : PatLeaf<(f32 fpimm), [{
277   return N->isExactlyValue(+0.0);
278 }]>;
279
280 // BYTE_imm - Transform bit immediates into byte immediates.
281 def BYTE_imm  : SDNodeXForm<imm, [{
282   // Transformation function: imm >> 3
283   return getI32Imm(N->getZExtValue() >> 3);
284 }]>;
285
286 // SHUFFLE_get_shuf_imm xform function: convert vector_shuffle mask to PSHUF*,
287 // SHUFP* etc. imm.
288 def SHUFFLE_get_shuf_imm : SDNodeXForm<vector_shuffle, [{
289   return getI8Imm(X86::getShuffleSHUFImmediate(N));
290 }]>;
291
292 // SHUFFLE_get_pshufhw_imm xform function: convert vector_shuffle mask to
293 // PSHUFHW imm.
294 def SHUFFLE_get_pshufhw_imm : SDNodeXForm<vector_shuffle, [{
295   return getI8Imm(X86::getShufflePSHUFHWImmediate(N));
296 }]>;
297
298 // SHUFFLE_get_pshuflw_imm xform function: convert vector_shuffle mask to
299 // PSHUFLW imm.
300 def SHUFFLE_get_pshuflw_imm : SDNodeXForm<vector_shuffle, [{
301   return getI8Imm(X86::getShufflePSHUFLWImmediate(N));
302 }]>;
303
304 // SHUFFLE_get_palign_imm xform function: convert vector_shuffle mask to
305 // a PALIGNR imm.
306 def SHUFFLE_get_palign_imm : SDNodeXForm<vector_shuffle, [{
307   return getI8Imm(X86::getShufflePALIGNRImmediate(N));
308 }]>;
309
310 def splat_lo : PatFrag<(ops node:$lhs, node:$rhs),
311                        (vector_shuffle node:$lhs, node:$rhs), [{
312   ShuffleVectorSDNode *SVOp = cast<ShuffleVectorSDNode>(N);
313   return SVOp->isSplat() && SVOp->getSplatIndex() == 0;
314 }]>;
315
316 def movddup : PatFrag<(ops node:$lhs, node:$rhs),
317                       (vector_shuffle node:$lhs, node:$rhs), [{
318   return X86::isMOVDDUPMask(cast<ShuffleVectorSDNode>(N));
319 }]>;
320
321 def movhlps : PatFrag<(ops node:$lhs, node:$rhs),
322                       (vector_shuffle node:$lhs, node:$rhs), [{
323   return X86::isMOVHLPSMask(cast<ShuffleVectorSDNode>(N));
324 }]>;
325
326 def movhlps_undef : PatFrag<(ops node:$lhs, node:$rhs),
327                             (vector_shuffle node:$lhs, node:$rhs), [{
328   return X86::isMOVHLPS_v_undef_Mask(cast<ShuffleVectorSDNode>(N));
329 }]>;
330
331 def movlhps : PatFrag<(ops node:$lhs, node:$rhs),
332                       (vector_shuffle node:$lhs, node:$rhs), [{
333   return X86::isMOVLHPSMask(cast<ShuffleVectorSDNode>(N));
334 }]>;
335
336 def movlp : PatFrag<(ops node:$lhs, node:$rhs),
337                     (vector_shuffle node:$lhs, node:$rhs), [{
338   return X86::isMOVLPMask(cast<ShuffleVectorSDNode>(N));
339 }]>;
340
341 def movl : PatFrag<(ops node:$lhs, node:$rhs),
342                    (vector_shuffle node:$lhs, node:$rhs), [{
343   return X86::isMOVLMask(cast<ShuffleVectorSDNode>(N));
344 }]>;
345
346 def movshdup : PatFrag<(ops node:$lhs, node:$rhs),
347                        (vector_shuffle node:$lhs, node:$rhs), [{
348   return X86::isMOVSHDUPMask(cast<ShuffleVectorSDNode>(N));
349 }]>;
350
351 def movsldup : PatFrag<(ops node:$lhs, node:$rhs),
352                        (vector_shuffle node:$lhs, node:$rhs), [{
353   return X86::isMOVSLDUPMask(cast<ShuffleVectorSDNode>(N));
354 }]>;
355
356 def unpckl : PatFrag<(ops node:$lhs, node:$rhs),
357                      (vector_shuffle node:$lhs, node:$rhs), [{
358   return X86::isUNPCKLMask(cast<ShuffleVectorSDNode>(N));
359 }]>;
360
361 def unpckh : PatFrag<(ops node:$lhs, node:$rhs),
362                      (vector_shuffle node:$lhs, node:$rhs), [{
363   return X86::isUNPCKHMask(cast<ShuffleVectorSDNode>(N));
364 }]>;
365
366 def unpckl_undef : PatFrag<(ops node:$lhs, node:$rhs),
367                            (vector_shuffle node:$lhs, node:$rhs), [{
368   return X86::isUNPCKL_v_undef_Mask(cast<ShuffleVectorSDNode>(N));
369 }]>;
370
371 def unpckh_undef : PatFrag<(ops node:$lhs, node:$rhs),
372                            (vector_shuffle node:$lhs, node:$rhs), [{
373   return X86::isUNPCKH_v_undef_Mask(cast<ShuffleVectorSDNode>(N));
374 }]>;
375
376 def pshufd : PatFrag<(ops node:$lhs, node:$rhs),
377                      (vector_shuffle node:$lhs, node:$rhs), [{
378   return X86::isPSHUFDMask(cast<ShuffleVectorSDNode>(N));
379 }], SHUFFLE_get_shuf_imm>;
380
381 def shufp : PatFrag<(ops node:$lhs, node:$rhs),
382                     (vector_shuffle node:$lhs, node:$rhs), [{
383   return X86::isSHUFPMask(cast<ShuffleVectorSDNode>(N));
384 }], SHUFFLE_get_shuf_imm>;
385
386 def pshufhw : PatFrag<(ops node:$lhs, node:$rhs),
387                       (vector_shuffle node:$lhs, node:$rhs), [{
388   return X86::isPSHUFHWMask(cast<ShuffleVectorSDNode>(N));
389 }], SHUFFLE_get_pshufhw_imm>;
390
391 def pshuflw : PatFrag<(ops node:$lhs, node:$rhs),
392                       (vector_shuffle node:$lhs, node:$rhs), [{
393   return X86::isPSHUFLWMask(cast<ShuffleVectorSDNode>(N));
394 }], SHUFFLE_get_pshuflw_imm>;
395
396 def palign : PatFrag<(ops node:$lhs, node:$rhs),
397                      (vector_shuffle node:$lhs, node:$rhs), [{
398   return X86::isPALIGNRMask(cast<ShuffleVectorSDNode>(N));
399 }], SHUFFLE_get_palign_imm>;