associate the instruction suffix letter with the integer gpr
[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   // Subregister indices.
22   def sub_8bit    : SubRegIndex;
23   def sub_8bit_hi : SubRegIndex;
24   def sub_16bit   : SubRegIndex;
25   def sub_32bit   : SubRegIndex;
26
27   def sub_ss  : SubRegIndex;
28   def sub_sd  : SubRegIndex;
29   def sub_xmm : SubRegIndex;
30
31
32   // In the register alias definitions below, we define which registers alias
33   // which others.  We only specify which registers the small registers alias,
34   // because the register file generator is smart enough to figure out that
35   // AL aliases AX if we tell it that AX aliased AL (for example).
36
37   // Dwarf numbering is different for 32-bit and 64-bit, and there are 
38   // variations by target as well. Currently the first entry is for X86-64, 
39   // second - for EH on X86-32/Darwin and third is 'generic' one (X86-32/Linux
40   // and debug information on X86-32/Darwin)
41
42   // 8-bit registers
43   // Low registers
44   def AL : Register<"al">, DwarfRegNum<[0, 0, 0]>;
45   def DL : Register<"dl">, DwarfRegNum<[1, 2, 2]>;
46   def CL : Register<"cl">, DwarfRegNum<[2, 1, 1]>;
47   def BL : Register<"bl">, DwarfRegNum<[3, 3, 3]>;
48
49   // X86-64 only
50   def SIL : Register<"sil">, DwarfRegNum<[4, 6, 6]>;
51   def DIL : Register<"dil">, DwarfRegNum<[5, 7, 7]>;
52   def BPL : Register<"bpl">, DwarfRegNum<[6, 4, 5]>;
53   def SPL : Register<"spl">, DwarfRegNum<[7, 5, 4]>;
54   def R8B  : Register<"r8b">,  DwarfRegNum<[8, -2, -2]>;
55   def R9B  : Register<"r9b">,  DwarfRegNum<[9, -2, -2]>;
56   def R10B : Register<"r10b">, DwarfRegNum<[10, -2, -2]>;
57   def R11B : Register<"r11b">, DwarfRegNum<[11, -2, -2]>;
58   def R12B : Register<"r12b">, DwarfRegNum<[12, -2, -2]>;
59   def R13B : Register<"r13b">, DwarfRegNum<[13, -2, -2]>;
60   def R14B : Register<"r14b">, DwarfRegNum<[14, -2, -2]>;
61   def R15B : Register<"r15b">, DwarfRegNum<[15, -2, -2]>;
62
63   // High registers. On x86-64, these cannot be used in any instruction
64   // with a REX prefix.
65   def AH : Register<"ah">, DwarfRegNum<[0, 0, 0]>;
66   def DH : Register<"dh">, DwarfRegNum<[1, 2, 2]>;
67   def CH : Register<"ch">, DwarfRegNum<[2, 1, 1]>;
68   def BH : Register<"bh">, DwarfRegNum<[3, 3, 3]>;
69
70   // 16-bit registers
71   let SubRegIndices = [sub_8bit, sub_8bit_hi] in {
72   def AX : RegisterWithSubRegs<"ax", [AL,AH]>, DwarfRegNum<[0, 0, 0]>;
73   def DX : RegisterWithSubRegs<"dx", [DL,DH]>, DwarfRegNum<[1, 2, 2]>;
74   def CX : RegisterWithSubRegs<"cx", [CL,CH]>, DwarfRegNum<[2, 1, 1]>;
75   def BX : RegisterWithSubRegs<"bx", [BL,BH]>, DwarfRegNum<[3, 3, 3]>;
76   }
77   let SubRegIndices = [sub_8bit] in {
78   def SI : RegisterWithSubRegs<"si", [SIL]>, DwarfRegNum<[4, 6, 6]>;
79   def DI : RegisterWithSubRegs<"di", [DIL]>, DwarfRegNum<[5, 7, 7]>;
80   def BP : RegisterWithSubRegs<"bp", [BPL]>, DwarfRegNum<[6, 4, 5]>;
81   def SP : RegisterWithSubRegs<"sp", [SPL]>, DwarfRegNum<[7, 5, 4]>;
82   }
83   def IP : Register<"ip">, DwarfRegNum<[16]>;
84   
85   // X86-64 only
86   let SubRegIndices = [sub_8bit] in {
87   def R8W  : RegisterWithSubRegs<"r8w", [R8B]>, DwarfRegNum<[8, -2, -2]>;
88   def R9W  : RegisterWithSubRegs<"r9w", [R9B]>, DwarfRegNum<[9, -2, -2]>;
89   def R10W : RegisterWithSubRegs<"r10w", [R10B]>, DwarfRegNum<[10, -2, -2]>;
90   def R11W : RegisterWithSubRegs<"r11w", [R11B]>, DwarfRegNum<[11, -2, -2]>;
91   def R12W : RegisterWithSubRegs<"r12w", [R12B]>, DwarfRegNum<[12, -2, -2]>;
92   def R13W : RegisterWithSubRegs<"r13w", [R13B]>, DwarfRegNum<[13, -2, -2]>;
93   def R14W : RegisterWithSubRegs<"r14w", [R14B]>, DwarfRegNum<[14, -2, -2]>;
94   def R15W : RegisterWithSubRegs<"r15w", [R15B]>, DwarfRegNum<[15, -2, -2]>;
95   }
96   // 32-bit registers
97   let SubRegIndices = [sub_16bit] in {
98   def EAX : RegisterWithSubRegs<"eax", [AX]>, DwarfRegNum<[0, 0, 0]>;
99   def EDX : RegisterWithSubRegs<"edx", [DX]>, DwarfRegNum<[1, 2, 2]>;
100   def ECX : RegisterWithSubRegs<"ecx", [CX]>, DwarfRegNum<[2, 1, 1]>;
101   def EBX : RegisterWithSubRegs<"ebx", [BX]>, DwarfRegNum<[3, 3, 3]>;
102   def ESI : RegisterWithSubRegs<"esi", [SI]>, DwarfRegNum<[4, 6, 6]>;
103   def EDI : RegisterWithSubRegs<"edi", [DI]>, DwarfRegNum<[5, 7, 7]>;
104   def EBP : RegisterWithSubRegs<"ebp", [BP]>, DwarfRegNum<[6, 4, 5]>;
105   def ESP : RegisterWithSubRegs<"esp", [SP]>, DwarfRegNum<[7, 5, 4]>;
106   def EIP : RegisterWithSubRegs<"eip", [IP]>, DwarfRegNum<[16, 8, 8]>;  
107   
108   // X86-64 only
109   def R8D  : RegisterWithSubRegs<"r8d", [R8W]>, DwarfRegNum<[8, -2, -2]>;
110   def R9D  : RegisterWithSubRegs<"r9d", [R9W]>, DwarfRegNum<[9, -2, -2]>;
111   def R10D : RegisterWithSubRegs<"r10d", [R10W]>, DwarfRegNum<[10, -2, -2]>;
112   def R11D : RegisterWithSubRegs<"r11d", [R11W]>, DwarfRegNum<[11, -2, -2]>;
113   def R12D : RegisterWithSubRegs<"r12d", [R12W]>, DwarfRegNum<[12, -2, -2]>;
114   def R13D : RegisterWithSubRegs<"r13d", [R13W]>, DwarfRegNum<[13, -2, -2]>;
115   def R14D : RegisterWithSubRegs<"r14d", [R14W]>, DwarfRegNum<[14, -2, -2]>;
116   def R15D : RegisterWithSubRegs<"r15d", [R15W]>, DwarfRegNum<[15, -2, -2]>;
117   }
118
119   // 64-bit registers, X86-64 only
120   let SubRegIndices = [sub_32bit] in {
121   def RAX : RegisterWithSubRegs<"rax", [EAX]>, DwarfRegNum<[0, -2, -2]>;
122   def RDX : RegisterWithSubRegs<"rdx", [EDX]>, DwarfRegNum<[1, -2, -2]>;
123   def RCX : RegisterWithSubRegs<"rcx", [ECX]>, DwarfRegNum<[2, -2, -2]>;
124   def RBX : RegisterWithSubRegs<"rbx", [EBX]>, DwarfRegNum<[3, -2, -2]>;
125   def RSI : RegisterWithSubRegs<"rsi", [ESI]>, DwarfRegNum<[4, -2, -2]>;
126   def RDI : RegisterWithSubRegs<"rdi", [EDI]>, DwarfRegNum<[5, -2, -2]>;
127   def RBP : RegisterWithSubRegs<"rbp", [EBP]>, DwarfRegNum<[6, -2, -2]>;
128   def RSP : RegisterWithSubRegs<"rsp", [ESP]>, DwarfRegNum<[7, -2, -2]>;
129
130   def R8  : RegisterWithSubRegs<"r8", [R8D]>, DwarfRegNum<[8, -2, -2]>;
131   def R9  : RegisterWithSubRegs<"r9", [R9D]>, DwarfRegNum<[9, -2, -2]>;
132   def R10 : RegisterWithSubRegs<"r10", [R10D]>, DwarfRegNum<[10, -2, -2]>;
133   def R11 : RegisterWithSubRegs<"r11", [R11D]>, DwarfRegNum<[11, -2, -2]>;
134   def R12 : RegisterWithSubRegs<"r12", [R12D]>, DwarfRegNum<[12, -2, -2]>;
135   def R13 : RegisterWithSubRegs<"r13", [R13D]>, DwarfRegNum<[13, -2, -2]>;
136   def R14 : RegisterWithSubRegs<"r14", [R14D]>, DwarfRegNum<[14, -2, -2]>;
137   def R15 : RegisterWithSubRegs<"r15", [R15D]>, DwarfRegNum<[15, -2, -2]>;
138   def RIP : RegisterWithSubRegs<"rip", [EIP]>,  DwarfRegNum<[16, -2, -2]>;
139   }
140
141   // MMX Registers. These are actually aliased to ST0 .. ST7
142   def MM0 : Register<"mm0">, DwarfRegNum<[41, 29, 29]>;
143   def MM1 : Register<"mm1">, DwarfRegNum<[42, 30, 30]>;
144   def MM2 : Register<"mm2">, DwarfRegNum<[43, 31, 31]>;
145   def MM3 : Register<"mm3">, DwarfRegNum<[44, 32, 32]>;
146   def MM4 : Register<"mm4">, DwarfRegNum<[45, 33, 33]>;
147   def MM5 : Register<"mm5">, DwarfRegNum<[46, 34, 34]>;
148   def MM6 : Register<"mm6">, DwarfRegNum<[47, 35, 35]>;
149   def MM7 : Register<"mm7">, DwarfRegNum<[48, 36, 36]>;
150
151   // Pseudo Floating Point registers
152   def FP0 : Register<"fp0">;
153   def FP1 : Register<"fp1">;
154   def FP2 : Register<"fp2">;
155   def FP3 : Register<"fp3">;
156   def FP4 : Register<"fp4">;
157   def FP5 : Register<"fp5">;
158   def FP6 : Register<"fp6">;
159
160   // XMM Registers, used by the various SSE instruction set extensions.
161   // The sub_ss and sub_sd subregs are the same registers with another regclass.
162   let CompositeIndices = [(sub_ss), (sub_sd)] in {
163   def XMM0: Register<"xmm0">, DwarfRegNum<[17, 21, 21]>;
164   def XMM1: Register<"xmm1">, DwarfRegNum<[18, 22, 22]>;
165   def XMM2: Register<"xmm2">, DwarfRegNum<[19, 23, 23]>;
166   def XMM3: Register<"xmm3">, DwarfRegNum<[20, 24, 24]>;
167   def XMM4: Register<"xmm4">, DwarfRegNum<[21, 25, 25]>;
168   def XMM5: Register<"xmm5">, DwarfRegNum<[22, 26, 26]>;
169   def XMM6: Register<"xmm6">, DwarfRegNum<[23, 27, 27]>;
170   def XMM7: Register<"xmm7">, DwarfRegNum<[24, 28, 28]>;
171
172   // X86-64 only
173   def XMM8:  Register<"xmm8">,  DwarfRegNum<[25, -2, -2]>;
174   def XMM9:  Register<"xmm9">,  DwarfRegNum<[26, -2, -2]>;
175   def XMM10: Register<"xmm10">, DwarfRegNum<[27, -2, -2]>;
176   def XMM11: Register<"xmm11">, DwarfRegNum<[28, -2, -2]>;
177   def XMM12: Register<"xmm12">, DwarfRegNum<[29, -2, -2]>;
178   def XMM13: Register<"xmm13">, DwarfRegNum<[30, -2, -2]>;
179   def XMM14: Register<"xmm14">, DwarfRegNum<[31, -2, -2]>;
180   def XMM15: Register<"xmm15">, DwarfRegNum<[32, -2, -2]>;
181   }
182
183   // YMM Registers, used by AVX instructions
184   let SubRegIndices = [sub_xmm] in {
185   def YMM0: RegisterWithSubRegs<"ymm0", [XMM0]>, DwarfRegNum<[17, 21, 21]>;
186   def YMM1: RegisterWithSubRegs<"ymm1", [XMM1]>, DwarfRegNum<[18, 22, 22]>;
187   def YMM2: RegisterWithSubRegs<"ymm2", [XMM2]>, DwarfRegNum<[19, 23, 23]>;
188   def YMM3: RegisterWithSubRegs<"ymm3", [XMM3]>, DwarfRegNum<[20, 24, 24]>;
189   def YMM4: RegisterWithSubRegs<"ymm4", [XMM4]>, DwarfRegNum<[21, 25, 25]>;
190   def YMM5: RegisterWithSubRegs<"ymm5", [XMM5]>, DwarfRegNum<[22, 26, 26]>;
191   def YMM6: RegisterWithSubRegs<"ymm6", [XMM6]>, DwarfRegNum<[23, 27, 27]>;
192   def YMM7: RegisterWithSubRegs<"ymm7", [XMM7]>, DwarfRegNum<[24, 28, 28]>;
193   def YMM8:  RegisterWithSubRegs<"ymm8", [XMM8]>,  DwarfRegNum<[25, -2, -2]>;
194   def YMM9:  RegisterWithSubRegs<"ymm9", [XMM9]>,  DwarfRegNum<[26, -2, -2]>;
195   def YMM10: RegisterWithSubRegs<"ymm10", [XMM10]>, DwarfRegNum<[27, -2, -2]>;
196   def YMM11: RegisterWithSubRegs<"ymm11", [XMM11]>, DwarfRegNum<[28, -2, -2]>;
197   def YMM12: RegisterWithSubRegs<"ymm12", [XMM12]>, DwarfRegNum<[29, -2, -2]>;
198   def YMM13: RegisterWithSubRegs<"ymm13", [XMM13]>, DwarfRegNum<[30, -2, -2]>;
199   def YMM14: RegisterWithSubRegs<"ymm14", [XMM14]>, DwarfRegNum<[31, -2, -2]>;
200   def YMM15: RegisterWithSubRegs<"ymm15", [XMM15]>, DwarfRegNum<[32, -2, -2]>;
201   }
202
203   // Floating point stack registers
204   def ST0 : Register<"st(0)">, DwarfRegNum<[33, 12, 11]>;
205   def ST1 : Register<"st(1)">, DwarfRegNum<[34, 13, 12]>;
206   def ST2 : Register<"st(2)">, DwarfRegNum<[35, 14, 13]>;
207   def ST3 : Register<"st(3)">, DwarfRegNum<[36, 15, 14]>;
208   def ST4 : Register<"st(4)">, DwarfRegNum<[37, 16, 15]>;
209   def ST5 : Register<"st(5)">, DwarfRegNum<[38, 17, 16]>;
210   def ST6 : Register<"st(6)">, DwarfRegNum<[39, 18, 17]>;
211   def ST7 : Register<"st(7)">, DwarfRegNum<[40, 19, 18]>; 
212
213   // Status flags register
214   def EFLAGS : Register<"flags">;
215
216   // Segment registers
217   def CS : Register<"cs">;
218   def DS : Register<"ds">;
219   def SS : Register<"ss">;
220   def ES : Register<"es">;
221   def FS : Register<"fs">;
222   def GS : Register<"gs">;
223   
224   // Debug registers
225   def DR0 : Register<"dr0">;
226   def DR1 : Register<"dr1">;
227   def DR2 : Register<"dr2">;
228   def DR3 : Register<"dr3">;
229   def DR4 : Register<"dr4">;
230   def DR5 : Register<"dr5">;
231   def DR6 : Register<"dr6">;
232   def DR7 : Register<"dr7">;
233   
234   // Control registers
235   def CR0 : Register<"cr0">;
236   def CR1 : Register<"cr1">;
237   def CR2 : Register<"cr2">;
238   def CR3 : Register<"cr3">;
239   def CR4 : Register<"cr4">;
240   def CR5 : Register<"cr5">;
241   def CR6 : Register<"cr6">;
242   def CR7 : Register<"cr7">;
243   def CR8 : Register<"cr8">;
244   def CR9 : Register<"cr9">;
245   def CR10 : Register<"cr10">;
246   def CR11 : Register<"cr11">;
247   def CR12 : Register<"cr12">;
248   def CR13 : Register<"cr13">;
249   def CR14 : Register<"cr14">;
250   def CR15 : Register<"cr15">;
251
252   // Pseudo index registers
253   def EIZ : Register<"eiz">;
254   def RIZ : Register<"riz">;
255 }
256
257
258 //===----------------------------------------------------------------------===//
259 // Register Class Definitions... now that we have all of the pieces, define the
260 // top-level register classes.  The order specified in the register list is
261 // implicitly defined to be the register allocation order.
262 //
263
264 class X86RegisterClass<string namespace, list<ValueType> regTypes,
265                        int alignment, string instrsuffix,
266                        list<Register> regList>
267   : RegisterClass<namespace, regTypes, alignment, regList> {
268   // This is the suffix used on instructions with this class of register.  For
269   // example, GR8 -> "b", GR16 -> "w", GR32 -> "l", GR64 -> "q".
270   string InstrSuffix = instrsuffix;
271 }
272
273
274 // List call-clobbered registers before callee-save registers. RBX, RBP, (and 
275 // R12, R13, R14, and R15 for X86-64) are callee-save registers.
276 // In 64-mode, there are 12 additional i8 registers, SIL, DIL, BPL, SPL, and
277 // R8B, ... R15B. 
278 // Allocate R12 and R13 last, as these require an extra byte when
279 // encoded in x86_64 instructions.
280 // FIXME: Allow AH, CH, DH, BH to be used as general-purpose registers in
281 // 64-bit mode. The main complication is that they cannot be encoded in an
282 // instruction requiring a REX prefix, while SIL, DIL, BPL, R8D, etc.
283 // require a REX prefix. For example, "addb %ah, %dil" and "movzbl %ah, %r8d"
284 // cannot be encoded.
285 def GR8 : X86RegisterClass<"X86", [i8],  8, "b",
286                            [AL, CL, DL, AH, CH, DH, BL, BH, SIL, DIL, BPL, SPL,
287                             R8B, R9B, R10B, R11B, R14B, R15B, R12B, R13B]> {
288   let MethodProtos = [{
289     iterator allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const;
290     iterator allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const;
291   }];
292   let MethodBodies = [{
293     static const unsigned X86_GR8_AO_64[] = {
294       X86::AL,   X86::CL,   X86::DL,   X86::SIL, X86::DIL,
295       X86::R8B,  X86::R9B,  X86::R10B, X86::R11B,
296       X86::BL,   X86::R14B, X86::R15B, X86::R12B, X86::R13B, X86::BPL
297     };
298
299     GR8Class::iterator
300     GR8Class::allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const {
301       const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
302       const X86Subtarget &Subtarget = TM.getSubtarget<X86Subtarget>();
303       if (Subtarget.is64Bit())
304         return X86_GR8_AO_64;
305       else
306         return begin();
307     }
308
309     GR8Class::iterator
310     GR8Class::allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const {
311       const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
312       const TargetRegisterInfo *RI = TM.getRegisterInfo();
313       const X86Subtarget &Subtarget = TM.getSubtarget<X86Subtarget>();
314       const X86MachineFunctionInfo *MFI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
315       // Does the function dedicate RBP / EBP to being a frame ptr?
316       if (!Subtarget.is64Bit())
317         // In 32-mode, none of the 8-bit registers aliases EBP or ESP.
318         return begin() + 8;
319       else if (RI->hasFP(MF) || MFI->getReserveFP())
320         // If so, don't allocate SPL or BPL.
321         return array_endof(X86_GR8_AO_64) - 1;
322       else
323         // If not, just don't allocate SPL.
324         return array_endof(X86_GR8_AO_64);
325     }
326   }];
327 }
328
329 def GR16 : X86RegisterClass<"X86", [i16], 16, "w",
330                             [AX, CX, DX, SI, DI, BX, BP, SP,
331                              R8W, R9W, R10W, R11W, R14W, R15W, R12W, R13W]> {
332   let SubRegClasses = [(GR8 sub_8bit, sub_8bit_hi)];
333   let MethodProtos = [{
334     iterator allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const;
335     iterator allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const;
336   }];
337   let MethodBodies = [{
338     static const unsigned X86_GR16_AO_64[] = {
339       X86::AX,  X86::CX,   X86::DX,   X86::SI,   X86::DI,
340       X86::R8W, X86::R9W,  X86::R10W, X86::R11W,
341       X86::BX, X86::R14W, X86::R15W,  X86::R12W, X86::R13W, X86::BP
342     };
343
344     GR16Class::iterator
345     GR16Class::allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const {
346       const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
347       const X86Subtarget &Subtarget = TM.getSubtarget<X86Subtarget>();
348       if (Subtarget.is64Bit())
349         return X86_GR16_AO_64;
350       else
351         return begin();
352     }
353
354     GR16Class::iterator
355     GR16Class::allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const {
356       const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
357       const TargetRegisterInfo *RI = TM.getRegisterInfo();
358       const X86Subtarget &Subtarget = TM.getSubtarget<X86Subtarget>();
359       const X86MachineFunctionInfo *MFI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
360       if (Subtarget.is64Bit()) {
361         // Does the function dedicate RBP to being a frame ptr?
362         if (RI->hasFP(MF) || MFI->getReserveFP())
363           // If so, don't allocate SP or BP.
364           return array_endof(X86_GR16_AO_64) - 1;
365         else
366           // If not, just don't allocate SP.
367           return array_endof(X86_GR16_AO_64);
368       } else {
369         // Does the function dedicate EBP to being a frame ptr?
370         if (RI->hasFP(MF) || MFI->getReserveFP())
371           // If so, don't allocate SP or BP.
372           return begin() + 6;
373         else
374           // If not, just don't allocate SP.
375           return begin() + 7;
376       }
377     }
378   }];
379 }
380
381 def GR32 : X86RegisterClass<"X86", [i32], 32, "l",
382                             [EAX, ECX, EDX, ESI, EDI, EBX, EBP, ESP,
383                              R8D, R9D, R10D, R11D, R14D, R15D, R12D, R13D]> {
384   let SubRegClasses = [(GR8 sub_8bit, sub_8bit_hi), (GR16 sub_16bit)];
385   let MethodProtos = [{
386     iterator allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const;
387     iterator allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const;
388   }];
389   let MethodBodies = [{
390     static const unsigned X86_GR32_AO_64[] = {
391       X86::EAX, X86::ECX,  X86::EDX,  X86::ESI,  X86::EDI,
392       X86::R8D, X86::R9D,  X86::R10D, X86::R11D,
393       X86::EBX, X86::R14D, X86::R15D, X86::R12D, X86::R13D, X86::EBP
394     };
395
396     GR32Class::iterator
397     GR32Class::allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const {
398       const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
399       const X86Subtarget &Subtarget = TM.getSubtarget<X86Subtarget>();
400       if (Subtarget.is64Bit())
401         return X86_GR32_AO_64;
402       else
403         return begin();
404     }
405
406     GR32Class::iterator
407     GR32Class::allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const {
408       const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
409       const TargetRegisterInfo *RI = TM.getRegisterInfo();
410       const X86Subtarget &Subtarget = TM.getSubtarget<X86Subtarget>();
411       const X86MachineFunctionInfo *MFI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
412       if (Subtarget.is64Bit()) {
413         // Does the function dedicate RBP to being a frame ptr?
414         if (RI->hasFP(MF) || MFI->getReserveFP())
415           // If so, don't allocate ESP or EBP.
416           return array_endof(X86_GR32_AO_64) - 1;
417         else
418           // If not, just don't allocate ESP.
419           return array_endof(X86_GR32_AO_64);
420       } else {
421         // Does the function dedicate EBP to being a frame ptr?
422         if (RI->hasFP(MF) || MFI->getReserveFP())
423           // If so, don't allocate ESP or EBP.
424           return begin() + 6;
425         else
426           // If not, just don't allocate ESP.
427           return begin() + 7;
428       }
429     }
430   }];
431 }
432
433 // GR64 - 64-bit GPRs. This oddly includes RIP, which isn't accurate, since
434 // RIP isn't really a register and it can't be used anywhere except in an
435 // address, but it doesn't cause trouble.
436 def GR64 : X86RegisterClass<"X86", [i64], 64, "q",
437                             [RAX, RCX, RDX, RSI, RDI, R8, R9, R10, R11,
438                              RBX, R14, R15, R12, R13, RBP, RSP, RIP]> {
439   let SubRegClasses = [(GR8 sub_8bit, sub_8bit_hi),
440                        (GR16 sub_16bit),
441                        (GR32 sub_32bit)];
442   let MethodProtos = [{
443     iterator allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const;
444   }];
445   let MethodBodies = [{
446     GR64Class::iterator
447     GR64Class::allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const {
448       const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
449       const TargetRegisterInfo *RI = TM.getRegisterInfo();
450       const X86Subtarget &Subtarget = TM.getSubtarget<X86Subtarget>();
451       const X86MachineFunctionInfo *MFI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
452       if (!Subtarget.is64Bit())
453         return begin();  // None of these are allocatable in 32-bit.
454       // Does the function dedicate RBP to being a frame ptr?
455       if (RI->hasFP(MF) || MFI->getReserveFP())
456         return end()-3;  // If so, don't allocate RIP, RSP or RBP
457       else
458         return end()-2;  // If not, just don't allocate RIP or RSP
459     }
460   }];
461 }
462
463 // Segment registers for use by MOV instructions (and others) that have a
464 //   segment register as one operand.  Always contain a 16-bit segment
465 //   descriptor.
466 def SEGMENT_REG : RegisterClass<"X86", [i16], 16, [CS, DS, SS, ES, FS, GS]> {
467 }
468
469 // Debug registers.
470 def DEBUG_REG : RegisterClass<"X86", [i32], 32,
471                               [DR0, DR1, DR2, DR3, DR4, DR5, DR6, DR7]> {
472 }
473
474 // Control registers.
475 def CONTROL_REG : RegisterClass<"X86", [i64], 64,
476                                 [CR0, CR1, CR2, CR3, CR4, CR5, CR6, CR7, CR8,
477                                  CR9, CR10, CR11, CR12, CR13, CR14, CR15]> {
478 }
479
480 // GR8_ABCD_L, GR8_ABCD_H, GR16_ABCD, GR32_ABCD, GR64_ABCD - Subclasses of
481 // GR8, GR16, GR32, and GR64 which contain just the "a" "b", "c", and "d"
482 // registers. On x86-32, GR16_ABCD and GR32_ABCD are classes for registers
483 // that support 8-bit subreg operations. On x86-64, GR16_ABCD, GR32_ABCD,
484 // and GR64_ABCD are classes for registers that support 8-bit h-register
485 // operations.
486 def GR8_ABCD_L : RegisterClass<"X86", [i8], 8, [AL, CL, DL, BL]> {
487 }
488 def GR8_ABCD_H : RegisterClass<"X86", [i8], 8, [AH, CH, DH, BH]> {
489 }
490 def GR16_ABCD : RegisterClass<"X86", [i16], 16, [AX, CX, DX, BX]> {
491   let SubRegClasses = [(GR8_ABCD_L sub_8bit), (GR8_ABCD_H sub_8bit_hi)];
492 }
493 def GR32_ABCD : RegisterClass<"X86", [i32], 32, [EAX, ECX, EDX, EBX]> {
494   let SubRegClasses = [(GR8_ABCD_L sub_8bit),
495                        (GR8_ABCD_H sub_8bit_hi),
496                        (GR16_ABCD sub_16bit)];
497 }
498 def GR64_ABCD : RegisterClass<"X86", [i64], 64, [RAX, RCX, RDX, RBX]> {
499   let SubRegClasses = [(GR8_ABCD_L sub_8bit),
500                        (GR8_ABCD_H sub_8bit_hi),
501                        (GR16_ABCD sub_16bit),
502                        (GR32_ABCD sub_32bit)];
503 }
504 def GR32_TC   : RegisterClass<"X86", [i32], 32, [EAX, ECX, EDX]> {
505   let SubRegClasses = [(GR8 sub_8bit, sub_8bit_hi), (GR16 sub_16bit)];
506 }
507 def GR64_TC   : RegisterClass<"X86", [i64], 64, [RAX, RCX, RDX, RSI, RDI,
508                                                  R8, R9, R11]> {
509   let SubRegClasses = [(GR8 sub_8bit, sub_8bit_hi),
510                        (GR16 sub_16bit),
511                        (GR32_TC sub_32bit)];
512 }
513
514 // GR8_NOREX - GR8 registers which do not require a REX prefix.
515 def GR8_NOREX : RegisterClass<"X86", [i8], 8,
516                               [AL, CL, DL, AH, CH, DH, BL, BH]> {
517   let MethodProtos = [{
518     iterator allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const;
519     iterator allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const;
520   }];
521   let MethodBodies = [{
522     // In 64-bit mode, it's not safe to blindly allocate H registers.
523     static const unsigned X86_GR8_NOREX_AO_64[] = {
524       X86::AL, X86::CL, X86::DL, X86::BL
525     };
526
527     GR8_NOREXClass::iterator
528     GR8_NOREXClass::allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const {
529       const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
530       const X86Subtarget &Subtarget = TM.getSubtarget<X86Subtarget>();
531       if (Subtarget.is64Bit())
532         return X86_GR8_NOREX_AO_64;
533       else
534         return begin();
535     }
536
537     GR8_NOREXClass::iterator
538     GR8_NOREXClass::allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const {
539       const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
540       const X86Subtarget &Subtarget = TM.getSubtarget<X86Subtarget>();
541       if (Subtarget.is64Bit())
542         return array_endof(X86_GR8_NOREX_AO_64);
543       else
544         return end();
545     }
546   }];
547 }
548 // GR16_NOREX - GR16 registers which do not require a REX prefix.
549 def GR16_NOREX : RegisterClass<"X86", [i16], 16,
550                                [AX, CX, DX, SI, DI, BX, BP, SP]> {
551   let SubRegClasses = [(GR8_NOREX sub_8bit, sub_8bit_hi)];
552   let MethodProtos = [{
553     iterator allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const;
554   }];
555   let MethodBodies = [{
556     GR16_NOREXClass::iterator
557     GR16_NOREXClass::allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const {
558       const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
559       const TargetRegisterInfo *RI = TM.getRegisterInfo();
560       const X86MachineFunctionInfo *MFI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
561       // Does the function dedicate RBP / EBP to being a frame ptr?
562       if (RI->hasFP(MF) || MFI->getReserveFP())
563         // If so, don't allocate SP or BP.
564         return end() - 2;
565       else
566         // If not, just don't allocate SP.
567         return end() - 1;
568     }
569   }];
570 }
571 // GR32_NOREX - GR32 registers which do not require a REX prefix.
572 def GR32_NOREX : RegisterClass<"X86", [i32], 32,
573                                [EAX, ECX, EDX, ESI, EDI, EBX, EBP, ESP]> {
574   let SubRegClasses = [(GR8_NOREX sub_8bit, sub_8bit_hi),
575                        (GR16_NOREX sub_16bit)];
576   let MethodProtos = [{
577     iterator allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const;
578   }];
579   let MethodBodies = [{
580     GR32_NOREXClass::iterator
581     GR32_NOREXClass::allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const {
582       const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
583       const TargetRegisterInfo *RI = TM.getRegisterInfo();
584       const X86MachineFunctionInfo *MFI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
585       // Does the function dedicate RBP / EBP to being a frame ptr?
586       if (RI->hasFP(MF) || MFI->getReserveFP())
587         // If so, don't allocate ESP or EBP.
588         return end() - 2;
589       else
590         // If not, just don't allocate ESP.
591         return end() - 1;
592     }
593   }];
594 }
595 // GR64_NOREX - GR64 registers which do not require a REX prefix.
596 def GR64_NOREX : RegisterClass<"X86", [i64], 64,
597                                [RAX, RCX, RDX, RSI, RDI, RBX, RBP, RSP, RIP]> {
598   let SubRegClasses = [(GR8_NOREX sub_8bit, sub_8bit_hi),
599                        (GR16_NOREX sub_16bit),
600                        (GR32_NOREX sub_32bit)];
601   let MethodProtos = [{
602     iterator allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const;
603   }];
604   let MethodBodies = [{
605     GR64_NOREXClass::iterator
606     GR64_NOREXClass::allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const {
607       const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
608       const TargetRegisterInfo *RI = TM.getRegisterInfo();
609       const X86MachineFunctionInfo *MFI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
610       // Does the function dedicate RBP to being a frame ptr?
611       if (RI->hasFP(MF) || MFI->getReserveFP())
612         // If so, don't allocate RIP, RSP or RBP.
613         return end() - 3;
614       else
615         // If not, just don't allocate RIP or RSP.
616         return end() - 2;
617     }
618   }];
619 }
620
621 // GR32_NOSP - GR32 registers except ESP.
622 def GR32_NOSP : RegisterClass<"X86", [i32], 32,
623                               [EAX, ECX, EDX, ESI, EDI, EBX, EBP,
624                                R8D, R9D, R10D, R11D, R14D, R15D, R12D, R13D]> {
625   let SubRegClasses = [(GR8 sub_8bit, sub_8bit_hi), (GR16 sub_16bit)];
626   let MethodProtos = [{
627     iterator allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const;
628     iterator allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const;
629   }];
630   let MethodBodies = [{
631     static const unsigned X86_GR32_NOSP_AO_64[] = {
632       X86::EAX, X86::ECX,  X86::EDX,  X86::ESI,  X86::EDI,
633       X86::R8D, X86::R9D,  X86::R10D, X86::R11D,
634       X86::EBX, X86::R14D, X86::R15D, X86::R12D, X86::R13D, X86::EBP
635     };
636
637     GR32_NOSPClass::iterator
638     GR32_NOSPClass::allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const {
639       const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
640       const X86Subtarget &Subtarget = TM.getSubtarget<X86Subtarget>();
641       if (Subtarget.is64Bit())
642         return X86_GR32_NOSP_AO_64;
643       else
644         return begin();
645     }
646
647     GR32_NOSPClass::iterator
648     GR32_NOSPClass::allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const {
649       const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
650       const TargetRegisterInfo *RI = TM.getRegisterInfo();
651       const X86Subtarget &Subtarget = TM.getSubtarget<X86Subtarget>();
652       const X86MachineFunctionInfo *MFI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
653       if (Subtarget.is64Bit()) {
654         // Does the function dedicate RBP to being a frame ptr?
655         if (RI->hasFP(MF) || MFI->getReserveFP())
656           // If so, don't allocate EBP.
657           return array_endof(X86_GR32_NOSP_AO_64) - 1;
658         else
659           // If not, any reg in this class is ok.
660           return array_endof(X86_GR32_NOSP_AO_64);
661       } else {
662         // Does the function dedicate EBP to being a frame ptr?
663         if (RI->hasFP(MF) || MFI->getReserveFP())
664           // If so, don't allocate EBP.
665           return begin() + 6;
666         else
667           // If not, any reg in this class is ok.
668           return begin() + 7;
669       }
670     }
671   }];
672 }
673
674 // GR64_NOSP - GR64 registers except RSP (and RIP).
675 def GR64_NOSP : RegisterClass<"X86", [i64], 64,
676                               [RAX, RCX, RDX, RSI, RDI, R8, R9, R10, R11,
677                                RBX, R14, R15, R12, R13, RBP]> {
678   let SubRegClasses = [(GR8 sub_8bit, sub_8bit_hi),
679                        (GR16 sub_16bit),
680                        (GR32_NOSP sub_32bit)];
681   let MethodProtos = [{
682     iterator allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const;
683   }];
684   let MethodBodies = [{
685     GR64_NOSPClass::iterator
686     GR64_NOSPClass::allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const {
687       const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
688       const TargetRegisterInfo *RI = TM.getRegisterInfo();
689       const X86Subtarget &Subtarget = TM.getSubtarget<X86Subtarget>();
690       const X86MachineFunctionInfo *MFI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
691       if (!Subtarget.is64Bit())
692         return begin();  // None of these are allocatable in 32-bit.
693       // Does the function dedicate RBP to being a frame ptr?
694       if (RI->hasFP(MF) || MFI->getReserveFP())
695         return end()-1;  // If so, don't allocate RBP
696       else
697         return end();  // If not, any reg in this class is ok.
698     }
699   }];
700 }
701
702 // GR64_NOREX_NOSP - GR64_NOREX registers except RSP.
703 def GR64_NOREX_NOSP : RegisterClass<"X86", [i64], 64,
704                                     [RAX, RCX, RDX, RSI, RDI, RBX, RBP]> {
705   let SubRegClasses = [(GR8_NOREX sub_8bit, sub_8bit_hi),
706                        (GR16_NOREX sub_16bit),
707                        (GR32_NOREX sub_32bit)];
708   let MethodProtos = [{
709     iterator allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const;
710   }];
711   let MethodBodies = [{
712     GR64_NOREX_NOSPClass::iterator
713     GR64_NOREX_NOSPClass::allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const
714   {
715       const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
716       const TargetRegisterInfo *RI = TM.getRegisterInfo();
717       const X86MachineFunctionInfo *MFI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
718       // Does the function dedicate RBP to being a frame ptr?
719       if (RI->hasFP(MF) || MFI->getReserveFP())
720         // If so, don't allocate RBP.
721         return end() - 1;
722       else
723         // If not, any reg in this class is ok.
724         return end();
725     }
726   }];
727 }
728
729 // A class to support the 'A' assembler constraint: EAX then EDX.
730 def GR32_AD : RegisterClass<"X86", [i32], 32, [EAX, EDX]> {
731   let SubRegClasses = [(GR8_ABCD_L sub_8bit),
732                        (GR8_ABCD_H sub_8bit_hi),
733                        (GR16_ABCD sub_16bit)];
734 }
735
736 // Scalar SSE2 floating point registers.
737 def FR32 : RegisterClass<"X86", [f32], 32,
738                          [XMM0, XMM1, XMM2, XMM3, XMM4, XMM5, XMM6, XMM7,
739                           XMM8, XMM9, XMM10, XMM11,
740                           XMM12, XMM13, XMM14, XMM15]> {
741   let MethodProtos = [{
742     iterator allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const;
743   }];
744   let MethodBodies = [{
745     FR32Class::iterator
746     FR32Class::allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const {
747       const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
748       const X86Subtarget &Subtarget = TM.getSubtarget<X86Subtarget>();
749       if (!Subtarget.is64Bit())
750         return end()-8; // Only XMM0 to XMM7 are available in 32-bit mode.
751       else
752         return end();
753     }
754   }];
755 }
756
757 def FR64 : RegisterClass<"X86", [f64], 64,
758                          [XMM0, XMM1, XMM2, XMM3, XMM4, XMM5, XMM6, XMM7,
759                           XMM8, XMM9, XMM10, XMM11,
760                           XMM12, XMM13, XMM14, XMM15]> {
761   let MethodProtos = [{
762     iterator allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const;
763   }];
764   let MethodBodies = [{
765     FR64Class::iterator
766     FR64Class::allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const {
767       const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
768       const X86Subtarget &Subtarget = TM.getSubtarget<X86Subtarget>();
769       if (!Subtarget.is64Bit())
770         return end()-8; // Only XMM0 to XMM7 are available in 32-bit mode.
771       else
772         return end();
773     }
774   }];
775 }
776
777
778 // FIXME: This sets up the floating point register files as though they are f64
779 // values, though they really are f80 values.  This will cause us to spill
780 // values as 64-bit quantities instead of 80-bit quantities, which is much much
781 // faster on common hardware.  In reality, this should be controlled by a
782 // command line option or something.
783
784 def RFP32 : RegisterClass<"X86",[f32], 32, [FP0, FP1, FP2, FP3, FP4, FP5, FP6]>;
785 def RFP64 : RegisterClass<"X86",[f64], 32, [FP0, FP1, FP2, FP3, FP4, FP5, FP6]>;
786 def RFP80 : RegisterClass<"X86",[f80], 32, [FP0, FP1, FP2, FP3, FP4, FP5, FP6]>;
787
788 // Floating point stack registers (these are not allocatable by the
789 // register allocator - the floating point stackifier is responsible
790 // for transforming FPn allocations to STn registers)
791 def RST : RegisterClass<"X86", [f80, f64, f32], 32,
792                         [ST0, ST1, ST2, ST3, ST4, ST5, ST6, ST7]> {
793     let MethodProtos = [{
794     iterator allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const;
795   }];
796   let MethodBodies = [{
797     RSTClass::iterator
798     RSTClass::allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const {
799       return begin();
800     }
801   }];
802 }
803
804 // Generic vector registers: VR64 and VR128.
805 def VR64: RegisterClass<"X86", [x86mmx], 64,
806                           [MM0, MM1, MM2, MM3, MM4, MM5, MM6, MM7]>;
807 def VR128 : RegisterClass<"X86", [v16i8, v8i16, v4i32, v2i64, v4f32, v2f64],128,
808                           [XMM0, XMM1, XMM2, XMM3, XMM4, XMM5, XMM6, XMM7,
809                            XMM8, XMM9, XMM10, XMM11,
810                            XMM12, XMM13, XMM14, XMM15]> {
811   let SubRegClasses = [(FR32 sub_ss), (FR64 sub_sd)];
812
813   let MethodProtos = [{
814     iterator allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const;
815   }];
816   let MethodBodies = [{
817     VR128Class::iterator
818     VR128Class::allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const {
819       const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
820       const X86Subtarget &Subtarget = TM.getSubtarget<X86Subtarget>();
821       if (!Subtarget.is64Bit())
822         return end()-8; // Only XMM0 to XMM7 are available in 32-bit mode.
823       else
824         return end();
825     }
826   }];
827 }
828
829 def VR256 : RegisterClass<"X86", [v32i8, v8i32, v4i64, v8f32, v4f64], 256,
830                           [YMM0, YMM1, YMM2, YMM3, YMM4, YMM5, YMM6, YMM7,
831                            YMM8, YMM9, YMM10, YMM11,
832                            YMM12, YMM13, YMM14, YMM15]> {
833   let SubRegClasses = [(FR32 sub_ss), (FR64 sub_sd), (VR128 sub_xmm)];
834
835   let MethodProtos = [{
836     iterator allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const;
837   }];
838   let MethodBodies = [{
839     VR256Class::iterator
840     VR256Class::allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const {
841       const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
842       const X86Subtarget &Subtarget = TM.getSubtarget<X86Subtarget>();
843       if (!Subtarget.is64Bit())
844         return end()-8; // Only YMM0 to YMM7 are available in 32-bit mode.
845       else
846         return end();
847     }
848   }];
849 }
850
851 // Status flags registers.
852 def CCR : RegisterClass<"X86", [i32], 32, [EFLAGS]> {
853   let CopyCost = -1;  // Don't allow copying of status registers.
854
855   // EFLAGS is not allocatable.
856   let MethodProtos = [{
857     iterator allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const;
858   }];
859   let MethodBodies = [{
860     CCRClass::iterator
861     CCRClass::allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const {
862       return allocation_order_begin(MF);
863     }
864   }];
865 }