76b8f7a953c9cadcd7176de62c8c8ca536bb0c95
[oota-llvm.git] / lib / Target / X86 / X86RegisterInfo.td
1 //===- X86RegisterInfo.td - Describe the X86 Register File --*- 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 Register file, defining the registers themselves,
11 // aliases between the registers, and the register classes built out of the
12 // registers.
13 //
14 //===----------------------------------------------------------------------===//
15
16 //===----------------------------------------------------------------------===//
17 //  Register definitions...
18 //
19 let Namespace = "X86" in {
20
21   // In the register alias definitions below, we define which registers alias
22   // which others.  We only specify which registers the small registers alias,
23   // because the register file generator is smart enough to figure out that
24   // AL aliases AX if we tell it that AX aliased AL (for example).
25
26   // Dwarf numbering is different for 32-bit and 64-bit, and there are 
27   // variations by target as well. Currently the first entry is for X86-64, 
28   // second - for EH on X86-32/Darwin and third is 'generic' one (X86-32/Linux
29   // and debug information on X86-32/Darwin)
30
31   // 8-bit registers
32   // Low registers
33   def AL : Register<"al">, DwarfRegNum<[0, 0, 0]>;
34   def DL : Register<"dl">, DwarfRegNum<[1, 2, 2]>;
35   def CL : Register<"cl">, DwarfRegNum<[2, 1, 1]>;
36   def BL : Register<"bl">, DwarfRegNum<[3, 3, 3]>;
37
38   // X86-64 only
39   def SIL : Register<"sil">, DwarfRegNum<[4, 6, 6]>;
40   def DIL : Register<"dil">, DwarfRegNum<[5, 7, 7]>;
41   def BPL : Register<"bpl">, DwarfRegNum<[6, 4, 5]>;
42   def SPL : Register<"spl">, DwarfRegNum<[7, 5, 4]>;
43   def R8B  : Register<"r8b">,  DwarfRegNum<[8, -2, -2]>;
44   def R9B  : Register<"r9b">,  DwarfRegNum<[9, -2, -2]>;
45   def R10B : Register<"r10b">, DwarfRegNum<[10, -2, -2]>;
46   def R11B : Register<"r11b">, DwarfRegNum<[11, -2, -2]>;
47   def R12B : Register<"r12b">, DwarfRegNum<[12, -2, -2]>;
48   def R13B : Register<"r13b">, DwarfRegNum<[13, -2, -2]>;
49   def R14B : Register<"r14b">, DwarfRegNum<[14, -2, -2]>;
50   def R15B : Register<"r15b">, DwarfRegNum<[15, -2, -2]>;
51
52   // High registers. On x86-64, these cannot be used in any instruction
53   // with a REX prefix.
54   def AH : Register<"ah">, DwarfRegNum<[0, 0, 0]>;
55   def DH : Register<"dh">, DwarfRegNum<[1, 2, 2]>;
56   def CH : Register<"ch">, DwarfRegNum<[2, 1, 1]>;
57   def BH : Register<"bh">, DwarfRegNum<[3, 3, 3]>;
58
59   // 16-bit registers
60   def AX : RegisterWithSubRegs<"ax", [AL,AH]>, DwarfRegNum<[0, 0, 0]>;
61   def DX : RegisterWithSubRegs<"dx", [DL,DH]>, DwarfRegNum<[1, 2, 2]>;
62   def CX : RegisterWithSubRegs<"cx", [CL,CH]>, DwarfRegNum<[2, 1, 1]>;
63   def BX : RegisterWithSubRegs<"bx", [BL,BH]>, DwarfRegNum<[3, 3, 3]>;
64   def SI : RegisterWithSubRegs<"si", [SIL]>, DwarfRegNum<[4, 6, 6]>;
65   def DI : RegisterWithSubRegs<"di", [DIL]>, DwarfRegNum<[5, 7, 7]>;
66   def BP : RegisterWithSubRegs<"bp", [BPL]>, DwarfRegNum<[6, 4, 5]>;
67   def SP : RegisterWithSubRegs<"sp", [SPL]>, DwarfRegNum<[7, 5, 4]>;
68   def IP : Register<"ip">, DwarfRegNum<[16]>;
69   
70   // X86-64 only
71   def R8W  : RegisterWithSubRegs<"r8w", [R8B]>, DwarfRegNum<[8, -2, -2]>;
72   def R9W  : RegisterWithSubRegs<"r9w", [R9B]>, DwarfRegNum<[9, -2, -2]>;
73   def R10W : RegisterWithSubRegs<"r10w", [R10B]>, DwarfRegNum<[10, -2, -2]>;
74   def R11W : RegisterWithSubRegs<"r11w", [R11B]>, DwarfRegNum<[11, -2, -2]>;
75   def R12W : RegisterWithSubRegs<"r12w", [R12B]>, DwarfRegNum<[12, -2, -2]>;
76   def R13W : RegisterWithSubRegs<"r13w", [R13B]>, DwarfRegNum<[13, -2, -2]>;
77   def R14W : RegisterWithSubRegs<"r14w", [R14B]>, DwarfRegNum<[14, -2, -2]>;
78   def R15W : RegisterWithSubRegs<"r15w", [R15B]>, DwarfRegNum<[15, -2, -2]>;
79
80   // 32-bit registers
81   def EAX : RegisterWithSubRegs<"eax", [AX]>, DwarfRegNum<[0, 0, 0]>;
82   def EDX : RegisterWithSubRegs<"edx", [DX]>, DwarfRegNum<[1, 2, 2]>;
83   def ECX : RegisterWithSubRegs<"ecx", [CX]>, DwarfRegNum<[2, 1, 1]>;
84   def EBX : RegisterWithSubRegs<"ebx", [BX]>, DwarfRegNum<[3, 3, 3]>;
85   def ESI : RegisterWithSubRegs<"esi", [SI]>, DwarfRegNum<[4, 6, 6]>;
86   def EDI : RegisterWithSubRegs<"edi", [DI]>, DwarfRegNum<[5, 7, 7]>;
87   def EBP : RegisterWithSubRegs<"ebp", [BP]>, DwarfRegNum<[6, 4, 5]>;
88   def ESP : RegisterWithSubRegs<"esp", [SP]>, DwarfRegNum<[7, 5, 4]>;
89   def EIP : RegisterWithSubRegs<"eip", [IP]>, DwarfRegNum<[16, 8, 8]>;  
90   
91   // X86-64 only
92   def R8D  : RegisterWithSubRegs<"r8d", [R8W]>, DwarfRegNum<[8, -2, -2]>;
93   def R9D  : RegisterWithSubRegs<"r9d", [R9W]>, DwarfRegNum<[9, -2, -2]>;
94   def R10D : RegisterWithSubRegs<"r10d", [R10W]>, DwarfRegNum<[10, -2, -2]>;
95   def R11D : RegisterWithSubRegs<"r11d", [R11W]>, DwarfRegNum<[11, -2, -2]>;
96   def R12D : RegisterWithSubRegs<"r12d", [R12W]>, DwarfRegNum<[12, -2, -2]>;
97   def R13D : RegisterWithSubRegs<"r13d", [R13W]>, DwarfRegNum<[13, -2, -2]>;
98   def R14D : RegisterWithSubRegs<"r14d", [R14W]>, DwarfRegNum<[14, -2, -2]>;
99   def R15D : RegisterWithSubRegs<"r15d", [R15W]>, DwarfRegNum<[15, -2, -2]>;
100
101   // 64-bit registers, X86-64 only
102   def RAX : RegisterWithSubRegs<"rax", [EAX]>, DwarfRegNum<[0, -2, -2]>;
103   def RDX : RegisterWithSubRegs<"rdx", [EDX]>, DwarfRegNum<[1, -2, -2]>;
104   def RCX : RegisterWithSubRegs<"rcx", [ECX]>, DwarfRegNum<[2, -2, -2]>;
105   def RBX : RegisterWithSubRegs<"rbx", [EBX]>, DwarfRegNum<[3, -2, -2]>;
106   def RSI : RegisterWithSubRegs<"rsi", [ESI]>, DwarfRegNum<[4, -2, -2]>;
107   def RDI : RegisterWithSubRegs<"rdi", [EDI]>, DwarfRegNum<[5, -2, -2]>;
108   def RBP : RegisterWithSubRegs<"rbp", [EBP]>, DwarfRegNum<[6, -2, -2]>;
109   def RSP : RegisterWithSubRegs<"rsp", [ESP]>, DwarfRegNum<[7, -2, -2]>;
110
111   def R8  : RegisterWithSubRegs<"r8", [R8D]>, DwarfRegNum<[8, -2, -2]>;
112   def R9  : RegisterWithSubRegs<"r9", [R9D]>, DwarfRegNum<[9, -2, -2]>;
113   def R10 : RegisterWithSubRegs<"r10", [R10D]>, DwarfRegNum<[10, -2, -2]>;
114   def R11 : RegisterWithSubRegs<"r11", [R11D]>, DwarfRegNum<[11, -2, -2]>;
115   def R12 : RegisterWithSubRegs<"r12", [R12D]>, DwarfRegNum<[12, -2, -2]>;
116   def R13 : RegisterWithSubRegs<"r13", [R13D]>, DwarfRegNum<[13, -2, -2]>;
117   def R14 : RegisterWithSubRegs<"r14", [R14D]>, DwarfRegNum<[14, -2, -2]>;
118   def R15 : RegisterWithSubRegs<"r15", [R15D]>, DwarfRegNum<[15, -2, -2]>;
119   def RIP : RegisterWithSubRegs<"rip", [EIP]>,  DwarfRegNum<[16, -2, -2]>;
120
121   // MMX Registers. These are actually aliased to ST0 .. ST7
122   def MM0 : Register<"mm0">, DwarfRegNum<[41, 29, 29]>;
123   def MM1 : Register<"mm1">, DwarfRegNum<[42, 30, 30]>;
124   def MM2 : Register<"mm2">, DwarfRegNum<[43, 31, 31]>;
125   def MM3 : Register<"mm3">, DwarfRegNum<[44, 32, 32]>;
126   def MM4 : Register<"mm4">, DwarfRegNum<[45, 33, 33]>;
127   def MM5 : Register<"mm5">, DwarfRegNum<[46, 34, 34]>;
128   def MM6 : Register<"mm6">, DwarfRegNum<[47, 35, 35]>;
129   def MM7 : Register<"mm7">, DwarfRegNum<[48, 36, 36]>;
130   
131   // Pseudo Floating Point registers
132   def FP0 : Register<"fp0">;
133   def FP1 : Register<"fp1">;
134   def FP2 : Register<"fp2">;
135   def FP3 : Register<"fp3">;
136   def FP4 : Register<"fp4">;
137   def FP5 : Register<"fp5">;
138   def FP6 : Register<"fp6">; 
139
140   // XMM Registers, used by the various SSE instruction set extensions
141   def XMM0: Register<"xmm0">, DwarfRegNum<[17, 21, 21]>;
142   def XMM1: Register<"xmm1">, DwarfRegNum<[18, 22, 22]>;
143   def XMM2: Register<"xmm2">, DwarfRegNum<[19, 23, 23]>;
144   def XMM3: Register<"xmm3">, DwarfRegNum<[20, 24, 24]>;
145   def XMM4: Register<"xmm4">, DwarfRegNum<[21, 25, 25]>;
146   def XMM5: Register<"xmm5">, DwarfRegNum<[22, 26, 26]>;
147   def XMM6: Register<"xmm6">, DwarfRegNum<[23, 27, 27]>;
148   def XMM7: Register<"xmm7">, DwarfRegNum<[24, 28, 28]>;
149
150   // X86-64 only
151   def XMM8:  Register<"xmm8">,  DwarfRegNum<[25, -2, -2]>;
152   def XMM9:  Register<"xmm9">,  DwarfRegNum<[26, -2, -2]>;
153   def XMM10: Register<"xmm10">, DwarfRegNum<[27, -2, -2]>;
154   def XMM11: Register<"xmm11">, DwarfRegNum<[28, -2, -2]>;
155   def XMM12: Register<"xmm12">, DwarfRegNum<[29, -2, -2]>;
156   def XMM13: Register<"xmm13">, DwarfRegNum<[30, -2, -2]>;
157   def XMM14: Register<"xmm14">, DwarfRegNum<[31, -2, -2]>;
158   def XMM15: Register<"xmm15">, DwarfRegNum<[32, -2, -2]>;
159
160   // YMM Registers, used by AVX instructions
161   def YMM0: RegisterWithSubRegs<"ymm0", [XMM0]>, DwarfRegNum<[17, 21, 21]>;
162   def YMM1: RegisterWithSubRegs<"ymm1", [XMM1]>, DwarfRegNum<[18, 22, 22]>;
163   def YMM2: RegisterWithSubRegs<"ymm2", [XMM2]>, DwarfRegNum<[19, 23, 23]>;
164   def YMM3: RegisterWithSubRegs<"ymm3", [XMM3]>, DwarfRegNum<[20, 24, 24]>;
165   def YMM4: RegisterWithSubRegs<"ymm4", [XMM4]>, DwarfRegNum<[21, 25, 25]>;
166   def YMM5: RegisterWithSubRegs<"ymm5", [XMM5]>, DwarfRegNum<[22, 26, 26]>;
167   def YMM6: RegisterWithSubRegs<"ymm6", [XMM6]>, DwarfRegNum<[23, 27, 27]>;
168   def YMM7: RegisterWithSubRegs<"ymm7", [XMM7]>, DwarfRegNum<[24, 28, 28]>;
169   def YMM8:  RegisterWithSubRegs<"ymm8", [XMM8]>,  DwarfRegNum<[25, -2, -2]>;
170   def YMM9:  RegisterWithSubRegs<"ymm9", [XMM9]>,  DwarfRegNum<[26, -2, -2]>;
171   def YMM10: RegisterWithSubRegs<"ymm10", [XMM10]>, DwarfRegNum<[27, -2, -2]>;
172   def YMM11: RegisterWithSubRegs<"ymm11", [XMM11]>, DwarfRegNum<[28, -2, -2]>;
173   def YMM12: RegisterWithSubRegs<"ymm12", [XMM12]>, DwarfRegNum<[29, -2, -2]>;
174   def YMM13: RegisterWithSubRegs<"ymm13", [XMM13]>, DwarfRegNum<[30, -2, -2]>;
175   def YMM14: RegisterWithSubRegs<"ymm14", [XMM14]>, DwarfRegNum<[31, -2, -2]>;
176   def YMM15: RegisterWithSubRegs<"ymm15", [XMM15]>, DwarfRegNum<[32, -2, -2]>;
177
178   // Floating point stack registers
179   def ST0 : Register<"st(0)">, DwarfRegNum<[33, 12, 11]>;
180   def ST1 : Register<"st(1)">, DwarfRegNum<[34, 13, 12]>;
181   def ST2 : Register<"st(2)">, DwarfRegNum<[35, 14, 13]>;
182   def ST3 : Register<"st(3)">, DwarfRegNum<[36, 15, 14]>;
183   def ST4 : Register<"st(4)">, DwarfRegNum<[37, 16, 15]>;
184   def ST5 : Register<"st(5)">, DwarfRegNum<[38, 17, 16]>;
185   def ST6 : Register<"st(6)">, DwarfRegNum<[39, 18, 17]>;
186   def ST7 : Register<"st(7)">, DwarfRegNum<[40, 19, 18]>; 
187
188   // Status flags register
189   def EFLAGS : Register<"flags">;
190
191   // Segment registers
192   def CS : Register<"cs">;
193   def DS : Register<"ds">;
194   def SS : Register<"ss">;
195   def ES : Register<"es">;
196   def FS : Register<"fs">;
197   def GS : Register<"gs">;
198   
199   // Debug registers
200   def DR0 : Register<"dr0">;
201   def DR1 : Register<"dr1">;
202   def DR2 : Register<"dr2">;
203   def DR3 : Register<"dr3">;
204   def DR4 : Register<"dr4">;
205   def DR5 : Register<"dr5">;
206   def DR6 : Register<"dr6">;
207   def DR7 : Register<"dr7">;
208   
209   // Condition registers
210   def ECR0 : Register<"ecr0">;
211   def ECR1 : Register<"ecr1">;
212   def ECR2 : Register<"ecr2">;
213   def ECR3 : Register<"ecr3">;
214   def ECR4 : Register<"ecr4">;
215   def ECR5 : Register<"ecr5">;
216   def ECR6 : Register<"ecr6">;
217   def ECR7 : Register<"ecr7">;
218
219   def RCR0 : Register<"rcr0">;
220   def RCR1 : Register<"rcr1">;
221   def RCR2 : Register<"rcr2">;
222   def RCR3 : Register<"rcr3">;
223   def RCR4 : Register<"rcr4">;
224   def RCR5 : Register<"rcr5">;
225   def RCR6 : Register<"rcr6">;
226   def RCR7 : Register<"rcr7">;
227   def RCR8 : Register<"rcr8">; 
228 }
229
230
231 //===----------------------------------------------------------------------===//
232 // Subregister Set Definitions... now that we have all of the pieces, define the
233 // sub registers for each register.
234 //
235
236 def x86_subreg_8bit    : PatLeaf<(i32 1)>;
237 def x86_subreg_8bit_hi : PatLeaf<(i32 2)>;
238 def x86_subreg_16bit   : PatLeaf<(i32 3)>;
239 def x86_subreg_32bit   : PatLeaf<(i32 4)>;
240
241 def x86_subreg_ss   : PatLeaf<(i32 1)>;
242 def x86_subreg_sd   : PatLeaf<(i32 2)>;
243 def x86_subreg_xmm  : PatLeaf<(i32 3)>;
244
245 def : SubRegSet<1, [AX, CX, DX, BX, SP,  BP,  SI,  DI,  
246                     R8W, R9W, R10W, R11W, R12W, R13W, R14W, R15W],
247                    [AL, CL, DL, BL, SPL, BPL, SIL, DIL, 
248                     R8B, R9B, R10B, R11B, R12B, R13B, R14B, R15B]>;
249
250 def : SubRegSet<2, [AX, CX, DX, BX],
251                    [AH, CH, DH, BH]>;
252
253 def : SubRegSet<1, [EAX, ECX, EDX, EBX, ESP, EBP, ESI, EDI,  
254                     R8D, R9D, R10D, R11D, R12D, R13D, R14D, R15D],
255                    [AL, CL, DL, BL, SPL, BPL, SIL, DIL, 
256                     R8B, R9B, R10B, R11B, R12B, R13B, R14B, R15B]>;
257
258 def : SubRegSet<2, [EAX, ECX, EDX, EBX],
259                    [AH, CH, DH, BH]>;
260
261 def : SubRegSet<3, [EAX, ECX, EDX, EBX, ESP, EBP, ESI, EDI,
262                     R8D, R9D, R10D, R11D, R12D, R13D, R14D, R15D],
263                    [AX,  CX,  DX,  BX,  SP,  BP,  SI,  DI, 
264                     R8W, R9W, R10W, R11W, R12W, R13W, R14W, R15W]>;
265
266 def : SubRegSet<1, [RAX, RCX, RDX, RBX, RSP, RBP, RSI, RDI,  
267                     R8,  R9,  R10, R11, R12, R13, R14, R15],
268                    [AL, CL, DL, BL, SPL, BPL, SIL, DIL, 
269                     R8B, R9B, R10B, R11B, R12B, R13B, R14B, R15B]>;
270
271 def : SubRegSet<2, [RAX, RCX, RDX, RBX],
272                    [AH, CH, DH, BH]>;
273
274 def : SubRegSet<3, [RAX, RCX, RDX, RBX, RSP, RBP, RSI, RDI,
275                     R8,  R9,  R10, R11, R12, R13, R14, R15],
276                    [AX,  CX,  DX,  BX,  SP,  BP,  SI,  DI, 
277                     R8W, R9W, R10W, R11W, R12W, R13W, R14W, R15W]>;
278
279 def : SubRegSet<4, [RAX, RCX, RDX, RBX, RSP, RBP, RSI, RDI,
280                     R8,  R9,  R10, R11, R12, R13, R14, R15],
281                    [EAX, ECX, EDX, EBX, ESP, EBP, ESI, EDI, 
282                     R8D, R9D, R10D, R11D, R12D, R13D, R14D, R15D]>;
283
284 def : SubRegSet<1, [YMM0, YMM1, YMM2, YMM3, YMM4, YMM5, YMM6, YMM7,
285                     YMM8, YMM9, YMM10, YMM11, YMM12, YMM13, YMM14, YMM15],
286                    [XMM0, XMM1, XMM2, XMM3, XMM4, XMM5, XMM6, XMM7,
287                     XMM8, XMM9, XMM10, XMM11, XMM12, XMM13, XMM14, XMM15]>;
288
289 def : SubRegSet<2, [YMM0, YMM1, YMM2, YMM3, YMM4, YMM5, YMM6, YMM7,
290                     YMM8, YMM9, YMM10, YMM11, YMM12, YMM13, YMM14, YMM15],
291                    [XMM0, XMM1, XMM2, XMM3, XMM4, XMM5, XMM6, XMM7,
292                     XMM8, XMM9, XMM10, XMM11, XMM12, XMM13, XMM14, XMM15]>;
293
294 def : SubRegSet<3, [YMM0, YMM1, YMM2, YMM3, YMM4, YMM5, YMM6, YMM7,  
295                     YMM8, YMM9, YMM10, YMM11, YMM12, YMM13, YMM14, YMM15],
296                    [XMM0, XMM1, XMM2, XMM3, XMM4, XMM5, XMM6, XMM7, 
297                     XMM8, XMM9, XMM10, XMM11, XMM12, XMM13, XMM14, XMM15]>;
298
299 def : SubRegSet<1, [XMM0, XMM1, XMM2, XMM3, XMM4, XMM5, XMM6, XMM7,
300                     XMM8, XMM9, XMM10, XMM11, XMM12, XMM13, XMM14, XMM15],
301                    [XMM0, XMM1, XMM2, XMM3, XMM4, XMM5, XMM6, XMM7,
302                     XMM8, XMM9, XMM10, XMM11, XMM12, XMM13, XMM14, XMM15]>;
303
304 def : SubRegSet<2, [XMM0, XMM1, XMM2, XMM3, XMM4, XMM5, XMM6, XMM7,
305                     XMM8, XMM9, XMM10, XMM11, XMM12, XMM13, XMM14, XMM15],
306                    [XMM0, XMM1, XMM2, XMM3, XMM4, XMM5, XMM6, XMM7,
307                     XMM8, XMM9, XMM10, XMM11, XMM12, XMM13, XMM14, XMM15]>;
308
309 //===----------------------------------------------------------------------===//
310 // Register Class Definitions... now that we have all of the pieces, define the
311 // top-level register classes.  The order specified in the register list is
312 // implicitly defined to be the register allocation order.
313 //
314
315 // List call-clobbered registers before callee-save registers. RBX, RBP, (and 
316 // R12, R13, R14, and R15 for X86-64) are callee-save registers.
317 // In 64-mode, there are 12 additional i8 registers, SIL, DIL, BPL, SPL, and
318 // R8B, ... R15B. 
319 // Allocate R12 and R13 last, as these require an extra byte when
320 // encoded in x86_64 instructions.
321 // FIXME: Allow AH, CH, DH, BH to be used as general-purpose registers in
322 // 64-bit mode. The main complication is that they cannot be encoded in an
323 // instruction requiring a REX prefix, while SIL, DIL, BPL, R8D, etc.
324 // require a REX prefix. For example, "addb %ah, %dil" and "movzbl %ah, %r8d"
325 // cannot be encoded.
326 def GR8 : RegisterClass<"X86", [i8],  8,
327                         [AL, CL, DL, AH, CH, DH, BL, BH, SIL, DIL, BPL, SPL,
328                          R8B, R9B, R10B, R11B, R14B, R15B, R12B, R13B]> {
329   let MethodProtos = [{
330     iterator allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const;
331     iterator allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const;
332   }];
333   let MethodBodies = [{
334     static const unsigned X86_GR8_AO_64[] = {
335       X86::AL,   X86::CL,   X86::DL,   X86::SIL, X86::DIL,
336       X86::R8B,  X86::R9B,  X86::R10B, X86::R11B,
337       X86::BL,   X86::R14B, X86::R15B, X86::R12B, X86::R13B, X86::BPL
338     };
339
340     GR8Class::iterator
341     GR8Class::allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const {
342       const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
343       const X86Subtarget &Subtarget = TM.getSubtarget<X86Subtarget>();
344       if (Subtarget.is64Bit())
345         return X86_GR8_AO_64;
346       else
347         return begin();
348     }
349
350     GR8Class::iterator
351     GR8Class::allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const {
352       const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
353       const TargetRegisterInfo *RI = TM.getRegisterInfo();
354       const X86Subtarget &Subtarget = TM.getSubtarget<X86Subtarget>();
355       // Does the function dedicate RBP / EBP to being a frame ptr?
356       if (!Subtarget.is64Bit())
357         // In 32-mode, none of the 8-bit registers aliases EBP or ESP.
358         return begin() + 8;
359       else if (RI->hasFP(MF))
360         // If so, don't allocate SPL or BPL.
361         return array_endof(X86_GR8_AO_64) - 1;
362       else
363         // If not, just don't allocate SPL.
364         return array_endof(X86_GR8_AO_64);
365     }
366   }];
367 }
368
369 def GR16 : RegisterClass<"X86", [i16], 16,
370                          [AX, CX, DX, SI, DI, BX, BP, SP,
371                           R8W, R9W, R10W, R11W, R14W, R15W, R12W, R13W]> {
372   let SubRegClassList = [GR8, GR8];
373   let MethodProtos = [{
374     iterator allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const;
375     iterator allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const;
376   }];
377   let MethodBodies = [{
378     static const unsigned X86_GR16_AO_64[] = {
379       X86::AX,  X86::CX,   X86::DX,   X86::SI,   X86::DI,
380       X86::R8W, X86::R9W,  X86::R10W, X86::R11W,
381       X86::BX, X86::R14W, X86::R15W,  X86::R12W, X86::R13W, X86::BP
382     };
383
384     GR16Class::iterator
385     GR16Class::allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const {
386       const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
387       const X86Subtarget &Subtarget = TM.getSubtarget<X86Subtarget>();
388       if (Subtarget.is64Bit())
389         return X86_GR16_AO_64;
390       else
391         return begin();
392     }
393
394     GR16Class::iterator
395     GR16Class::allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const {
396       const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
397       const TargetRegisterInfo *RI = TM.getRegisterInfo();
398       const X86Subtarget &Subtarget = TM.getSubtarget<X86Subtarget>();
399       if (Subtarget.is64Bit()) {
400         // Does the function dedicate RBP to being a frame ptr?
401         if (RI->hasFP(MF))
402           // If so, don't allocate SP or BP.
403           return array_endof(X86_GR16_AO_64) - 1;
404         else
405           // If not, just don't allocate SP.
406           return array_endof(X86_GR16_AO_64);
407       } else {
408         // Does the function dedicate EBP to being a frame ptr?
409         if (RI->hasFP(MF))
410           // If so, don't allocate SP or BP.
411           return begin() + 6;
412         else
413           // If not, just don't allocate SP.
414           return begin() + 7;
415       }
416     }
417   }];
418 }
419
420 def GR32 : RegisterClass<"X86", [i32], 32, 
421                          [EAX, ECX, EDX, ESI, EDI, EBX, EBP, ESP,
422                           R8D, R9D, R10D, R11D, R14D, R15D, R12D, R13D]> {
423   let SubRegClassList = [GR8, GR8, GR16];
424   let MethodProtos = [{
425     iterator allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const;
426     iterator allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const;
427   }];
428   let MethodBodies = [{
429     static const unsigned X86_GR32_AO_64[] = {
430       X86::EAX, X86::ECX,  X86::EDX,  X86::ESI,  X86::EDI,
431       X86::R8D, X86::R9D,  X86::R10D, X86::R11D,
432       X86::EBX, X86::R14D, X86::R15D, X86::R12D, X86::R13D, X86::EBP
433     };
434
435     GR32Class::iterator
436     GR32Class::allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const {
437       const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
438       const X86Subtarget &Subtarget = TM.getSubtarget<X86Subtarget>();
439       if (Subtarget.is64Bit())
440         return X86_GR32_AO_64;
441       else
442         return begin();
443     }
444
445     GR32Class::iterator
446     GR32Class::allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const {
447       const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
448       const TargetRegisterInfo *RI = TM.getRegisterInfo();
449       const X86Subtarget &Subtarget = TM.getSubtarget<X86Subtarget>();
450       if (Subtarget.is64Bit()) {
451         // Does the function dedicate RBP to being a frame ptr?
452         if (RI->hasFP(MF))
453           // If so, don't allocate ESP or EBP.
454           return array_endof(X86_GR32_AO_64) - 1;
455         else
456           // If not, just don't allocate ESP.
457           return array_endof(X86_GR32_AO_64);
458       } else {
459         // Does the function dedicate EBP to being a frame ptr?
460         if (RI->hasFP(MF))
461           // If so, don't allocate ESP or EBP.
462           return begin() + 6;
463         else
464           // If not, just don't allocate ESP.
465           return begin() + 7;
466       }
467     }
468   }];
469 }
470
471 // GR64 - 64-bit GPRs. This oddly includes RIP, which isn't accurate, since
472 // RIP isn't really a register and it can't be used anywhere except in an
473 // address, but it doesn't cause trouble.
474 def GR64 : RegisterClass<"X86", [i64], 64, 
475                          [RAX, RCX, RDX, RSI, RDI, R8, R9, R10, R11,
476                           RBX, R14, R15, R12, R13, RBP, RSP, RIP]> {
477   let SubRegClassList = [GR8, GR8, GR16, GR32];
478   let MethodProtos = [{
479     iterator allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const;
480   }];
481   let MethodBodies = [{
482     GR64Class::iterator
483     GR64Class::allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const {
484       const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
485       const TargetRegisterInfo *RI = TM.getRegisterInfo();
486       const X86Subtarget &Subtarget = TM.getSubtarget<X86Subtarget>();
487       if (!Subtarget.is64Bit())
488         return begin();  // None of these are allocatable in 32-bit.
489       if (RI->hasFP(MF)) // Does the function dedicate RBP to being a frame ptr?
490         return end()-3;  // If so, don't allocate RIP, RSP or RBP
491       else
492         return end()-2;  // If not, just don't allocate RIP or RSP
493     }
494   }];
495 }
496
497 // Segment registers for use by MOV instructions (and others) that have a
498 //   segment register as one operand.  Always contain a 16-bit segment
499 //   descriptor.
500 def SEGMENT_REG : RegisterClass<"X86", [i16], 16, [CS, DS, SS, ES, FS, GS]> {
501 }
502
503 // Debug registers.
504 def DEBUG_REG : RegisterClass<"X86", [i32], 32, 
505                               [DR0, DR1, DR2, DR3, DR4, DR5, DR6, DR7]> {
506 }
507
508 // Control registers.
509 def CONTROL_REG_32 : RegisterClass<"X86", [i32], 32,
510                                    [ECR0, ECR1, ECR2, ECR3, ECR4, ECR5, ECR6,
511                                     ECR7]> {
512 }
513
514 def CONTROL_REG_64 : RegisterClass<"X86", [i64], 64,
515                                    [RCR0, RCR1, RCR2, RCR3, RCR4, RCR5, RCR6,
516                                     RCR7, RCR8]> {
517 }
518
519 // GR8_ABCD_L, GR8_ABCD_H, GR16_ABCD, GR32_ABCD, GR64_ABCD - Subclasses of
520 // GR8, GR16, GR32, and GR64 which contain just the "a" "b", "c", and "d"
521 // registers. On x86-32, GR16_ABCD and GR32_ABCD are classes for registers
522 // that support 8-bit subreg operations. On x86-64, GR16_ABCD, GR32_ABCD,
523 // and GR64_ABCD are classes for registers that support 8-bit h-register
524 // operations.
525 def GR8_ABCD_L : RegisterClass<"X86", [i8], 8, [AL, CL, DL, BL]> {
526 }
527 def GR8_ABCD_H : RegisterClass<"X86", [i8], 8, [AH, CH, DH, BH]> {
528 }
529 def GR16_ABCD : RegisterClass<"X86", [i16], 16, [AX, CX, DX, BX]> {
530   let SubRegClassList = [GR8_ABCD_L, GR8_ABCD_H];
531 }
532 def GR32_ABCD : RegisterClass<"X86", [i32], 32, [EAX, ECX, EDX, EBX]> {
533   let SubRegClassList = [GR8_ABCD_L, GR8_ABCD_H, GR16_ABCD];
534 }
535 def GR64_ABCD : RegisterClass<"X86", [i64], 64, [RAX, RCX, RDX, RBX]> {
536   let SubRegClassList = [GR8_ABCD_L, GR8_ABCD_H, GR16_ABCD, GR32_ABCD];
537 }
538 def GR32_TC   : RegisterClass<"X86", [i32], 32, [EAX, ECX, EDX]> {
539   let SubRegClassList = [GR8, GR8, GR16];
540 }
541 def GR64_TC   : RegisterClass<"X86", [i64], 64, [RAX, RCX, RDX, RSI, RDI,
542                                                  R8, R9, R11]> {
543   let SubRegClassList = [GR8, GR8, GR16, GR32_TC];
544 }
545
546 // GR8_NOREX - GR8 registers which do not require a REX prefix.
547 def GR8_NOREX : RegisterClass<"X86", [i8], 8,
548                               [AL, CL, DL, AH, CH, DH, BL, BH]> {
549   let MethodProtos = [{
550     iterator allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const;
551     iterator allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const;
552   }];
553   let MethodBodies = [{
554     // In 64-bit mode, it's not safe to blindly allocate H registers.
555     static const unsigned X86_GR8_NOREX_AO_64[] = {
556       X86::AL, X86::CL, X86::DL, X86::BL
557     };
558
559     GR8_NOREXClass::iterator
560     GR8_NOREXClass::allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const {
561       const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
562       const X86Subtarget &Subtarget = TM.getSubtarget<X86Subtarget>();
563       if (Subtarget.is64Bit())
564         return X86_GR8_NOREX_AO_64;
565       else
566         return begin();
567     }
568
569     GR8_NOREXClass::iterator
570     GR8_NOREXClass::allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const {
571       const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
572       const X86Subtarget &Subtarget = TM.getSubtarget<X86Subtarget>();
573       if (Subtarget.is64Bit())
574         return array_endof(X86_GR8_NOREX_AO_64);
575       else
576         return end();
577     }
578   }];
579 }
580 // GR16_NOREX - GR16 registers which do not require a REX prefix.
581 def GR16_NOREX : RegisterClass<"X86", [i16], 16,
582                                [AX, CX, DX, SI, DI, BX, BP, SP]> {
583   let SubRegClassList = [GR8_NOREX, GR8_NOREX];
584   let MethodProtos = [{
585     iterator allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const;
586   }];
587   let MethodBodies = [{
588     GR16_NOREXClass::iterator
589     GR16_NOREXClass::allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const {
590       const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
591       const TargetRegisterInfo *RI = TM.getRegisterInfo();
592       // Does the function dedicate RBP / EBP to being a frame ptr?
593       if (RI->hasFP(MF))
594         // If so, don't allocate SP or BP.
595         return end() - 2;
596       else
597         // If not, just don't allocate SP.
598         return end() - 1;
599     }
600   }];
601 }
602 // GR32_NOREX - GR32 registers which do not require a REX prefix.
603 def GR32_NOREX : RegisterClass<"X86", [i32], 32,
604                                [EAX, ECX, EDX, ESI, EDI, EBX, EBP, ESP]> {
605   let SubRegClassList = [GR8_NOREX, GR8_NOREX, GR16_NOREX];
606   let MethodProtos = [{
607     iterator allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const;
608   }];
609   let MethodBodies = [{
610     GR32_NOREXClass::iterator
611     GR32_NOREXClass::allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const {
612       const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
613       const TargetRegisterInfo *RI = TM.getRegisterInfo();
614       // Does the function dedicate RBP / EBP to being a frame ptr?
615       if (RI->hasFP(MF))
616         // If so, don't allocate ESP or EBP.
617         return end() - 2;
618       else
619         // If not, just don't allocate ESP.
620         return end() - 1;
621     }
622   }];
623 }
624 // GR64_NOREX - GR64 registers which do not require a REX prefix.
625 def GR64_NOREX : RegisterClass<"X86", [i64], 64,
626                                [RAX, RCX, RDX, RSI, RDI, RBX, RBP, RSP, RIP]> {
627   let SubRegClassList = [GR8_NOREX, GR8_NOREX, GR16_NOREX, GR32_NOREX];
628   let MethodProtos = [{
629     iterator allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const;
630   }];
631   let MethodBodies = [{
632     GR64_NOREXClass::iterator
633     GR64_NOREXClass::allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const {
634       const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
635       const TargetRegisterInfo *RI = TM.getRegisterInfo();
636       // Does the function dedicate RBP to being a frame ptr?
637       if (RI->hasFP(MF))
638         // If so, don't allocate RIP, RSP or RBP.
639         return end() - 3;
640       else
641         // If not, just don't allocate RIP or RSP.
642         return end() - 2;
643     }
644   }];
645 }
646
647 // GR32_NOSP - GR32 registers except ESP.
648 def GR32_NOSP : RegisterClass<"X86", [i32], 32,
649                               [EAX, ECX, EDX, ESI, EDI, EBX, EBP,
650                                R8D, R9D, R10D, R11D, R14D, R15D, R12D, R13D]> {
651   let SubRegClassList = [GR8, GR8, GR16];
652   let MethodProtos = [{
653     iterator allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const;
654     iterator allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const;
655   }];
656   let MethodBodies = [{
657     static const unsigned X86_GR32_NOSP_AO_64[] = {
658       X86::EAX, X86::ECX,  X86::EDX,  X86::ESI,  X86::EDI,
659       X86::R8D, X86::R9D,  X86::R10D, X86::R11D,
660       X86::EBX, X86::R14D, X86::R15D, X86::R12D, X86::R13D, X86::EBP
661     };
662
663     GR32_NOSPClass::iterator
664     GR32_NOSPClass::allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const {
665       const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
666       const X86Subtarget &Subtarget = TM.getSubtarget<X86Subtarget>();
667       if (Subtarget.is64Bit())
668         return X86_GR32_NOSP_AO_64;
669       else
670         return begin();
671     }
672
673     GR32_NOSPClass::iterator
674     GR32_NOSPClass::allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const {
675       const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
676       const TargetRegisterInfo *RI = TM.getRegisterInfo();
677       const X86Subtarget &Subtarget = TM.getSubtarget<X86Subtarget>();
678       if (Subtarget.is64Bit()) {
679         // Does the function dedicate RBP to being a frame ptr?
680         if (RI->hasFP(MF))
681           // If so, don't allocate EBP.
682           return array_endof(X86_GR32_NOSP_AO_64) - 1;
683         else
684           // If not, any reg in this class is ok.
685           return array_endof(X86_GR32_NOSP_AO_64);
686       } else {
687         // Does the function dedicate EBP to being a frame ptr?
688         if (RI->hasFP(MF))
689           // If so, don't allocate EBP.
690           return begin() + 6;
691         else
692           // If not, any reg in this class is ok.
693           return begin() + 7;
694       }
695     }
696   }];
697 }
698
699 // GR64_NOSP - GR64 registers except RSP (and RIP).
700 def GR64_NOSP : RegisterClass<"X86", [i64], 64,
701                               [RAX, RCX, RDX, RSI, RDI, R8, R9, R10, R11,
702                                RBX, R14, R15, R12, R13, RBP]> {
703   let SubRegClassList = [GR8, GR8, GR16, GR32_NOSP];
704   let MethodProtos = [{
705     iterator allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const;
706   }];
707   let MethodBodies = [{
708     GR64_NOSPClass::iterator
709     GR64_NOSPClass::allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const {
710       const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
711       const TargetRegisterInfo *RI = TM.getRegisterInfo();
712       const X86Subtarget &Subtarget = TM.getSubtarget<X86Subtarget>();
713       if (!Subtarget.is64Bit())
714         return begin();  // None of these are allocatable in 32-bit.
715       if (RI->hasFP(MF)) // Does the function dedicate RBP to being a frame ptr?
716         return end()-1;  // If so, don't allocate RBP
717       else
718         return end();  // If not, any reg in this class is ok.
719     }
720   }];
721 }
722
723 // GR64_NOREX_NOSP - GR64_NOREX registers except RSP.
724 def GR64_NOREX_NOSP : RegisterClass<"X86", [i64], 64,
725                                     [RAX, RCX, RDX, RSI, RDI, RBX, RBP]> {
726   let SubRegClassList = [GR8_NOREX, GR8_NOREX, GR16_NOREX, GR32_NOREX];
727   let MethodProtos = [{
728     iterator allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const;
729   }];
730   let MethodBodies = [{
731     GR64_NOREX_NOSPClass::iterator
732     GR64_NOREX_NOSPClass::allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const
733   {
734       const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
735       const TargetRegisterInfo *RI = TM.getRegisterInfo();
736       // Does the function dedicate RBP to being a frame ptr?
737       if (RI->hasFP(MF))
738         // If so, don't allocate RBP.
739         return end() - 1;
740       else
741         // If not, any reg in this class is ok.
742         return end();
743     }
744   }];
745 }
746
747 // A class to support the 'A' assembler constraint: EAX then EDX.
748 def GR32_AD : RegisterClass<"X86", [i32], 32, [EAX, EDX]> {
749   let SubRegClassList = [GR8_ABCD_L, GR8_ABCD_H, GR16_ABCD];
750 }
751
752 // Scalar SSE2 floating point registers.
753 def FR32 : RegisterClass<"X86", [f32], 32,
754                          [XMM0, XMM1, XMM2, XMM3, XMM4, XMM5, XMM6, XMM7,
755                           XMM8, XMM9, XMM10, XMM11,
756                           XMM12, XMM13, XMM14, XMM15]> {
757   let MethodProtos = [{
758     iterator allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const;
759   }];
760   let MethodBodies = [{
761     FR32Class::iterator
762     FR32Class::allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const {
763       const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
764       const X86Subtarget &Subtarget = TM.getSubtarget<X86Subtarget>();
765       if (!Subtarget.is64Bit())
766         return end()-8; // Only XMM0 to XMM7 are available in 32-bit mode.
767       else
768         return end();
769     }
770   }];
771 }
772
773 def FR64 : RegisterClass<"X86", [f64], 64,
774                          [XMM0, XMM1, XMM2, XMM3, XMM4, XMM5, XMM6, XMM7,
775                           XMM8, XMM9, XMM10, XMM11,
776                           XMM12, XMM13, XMM14, XMM15]> {
777   let MethodProtos = [{
778     iterator allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const;
779   }];
780   let MethodBodies = [{
781     FR64Class::iterator
782     FR64Class::allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const {
783       const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
784       const X86Subtarget &Subtarget = TM.getSubtarget<X86Subtarget>();
785       if (!Subtarget.is64Bit())
786         return end()-8; // Only XMM0 to XMM7 are available in 32-bit mode.
787       else
788         return end();
789     }
790   }];
791 }
792
793
794 // FIXME: This sets up the floating point register files as though they are f64
795 // values, though they really are f80 values.  This will cause us to spill
796 // values as 64-bit quantities instead of 80-bit quantities, which is much much
797 // faster on common hardware.  In reality, this should be controlled by a
798 // command line option or something.
799
800 def RFP32 : RegisterClass<"X86",[f32], 32, [FP0, FP1, FP2, FP3, FP4, FP5, FP6]>;
801 def RFP64 : RegisterClass<"X86",[f64], 32, [FP0, FP1, FP2, FP3, FP4, FP5, FP6]>;
802 def RFP80 : RegisterClass<"X86",[f80], 32, [FP0, FP1, FP2, FP3, FP4, FP5, FP6]>;
803
804 // Floating point stack registers (these are not allocatable by the
805 // register allocator - the floating point stackifier is responsible
806 // for transforming FPn allocations to STn registers)
807 def RST : RegisterClass<"X86", [f80, f64, f32], 32,
808                         [ST0, ST1, ST2, ST3, ST4, ST5, ST6, ST7]> {
809     let MethodProtos = [{
810     iterator allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const;
811   }];
812   let MethodBodies = [{
813     RSTClass::iterator
814     RSTClass::allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const {
815       return begin();
816     }
817   }];
818 }
819
820 // Generic vector registers: VR64 and VR128.
821 def VR64  : RegisterClass<"X86", [v8i8, v4i16, v2i32, v1i64, v2f32], 64,
822                           [MM0, MM1, MM2, MM3, MM4, MM5, MM6, MM7]>;
823 def VR128 : RegisterClass<"X86", [v16i8, v8i16, v4i32, v2i64, v4f32, v2f64],128,
824                           [XMM0, XMM1, XMM2, XMM3, XMM4, XMM5, XMM6, XMM7,
825                            XMM8, XMM9, XMM10, XMM11,
826                            XMM12, XMM13, XMM14, XMM15]> {
827   let SubRegClassList = [FR32, FR64];
828   let MethodProtos = [{
829     iterator allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const;
830   }];
831   let MethodBodies = [{
832     VR128Class::iterator
833     VR128Class::allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const {
834       const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
835       const X86Subtarget &Subtarget = TM.getSubtarget<X86Subtarget>();
836       if (!Subtarget.is64Bit())
837         return end()-8; // Only XMM0 to XMM7 are available in 32-bit mode.
838       else
839         return end();
840     }
841   }];
842 }
843 def VR256 : RegisterClass<"X86", [ v8i32, v4i64, v8f32, v4f64],256,
844                           [YMM0, YMM1, YMM2, YMM3, YMM4, YMM5, YMM6, YMM7,
845                            YMM8, YMM9, YMM10, YMM11,
846                            YMM12, YMM13, YMM14, YMM15]> {
847   let SubRegClassList = [FR32, FR64, VR128];
848 }
849
850 // Status flags registers.
851 def CCR : RegisterClass<"X86", [i32], 32, [EFLAGS]> {
852   let CopyCost = -1;  // Don't allow copying of status registers.
853 }