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[oota-llvm.git] / include / llvm / IntrinsicsARM.td
1 //===- IntrinsicsARM.td - Defines ARM intrinsics -----------*- 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 defines all of the ARM-specific intrinsics.
11 //
12 //===----------------------------------------------------------------------===//
13
14
15 //===----------------------------------------------------------------------===//
16 // TLS
17
18 let TargetPrefix = "arm" in {  // All intrinsics start with "llvm.arm.".
19   def int_arm_thread_pointer : GCCBuiltin<"__builtin_thread_pointer">,
20               Intrinsic<[llvm_ptr_ty], [], [IntrNoMem]>;
21 }
22
23 //===----------------------------------------------------------------------===//
24 // Saturating Arithmentic
25
26 let TargetPrefix = "arm" in {  // All intrinsics start with "llvm.arm.".
27   def int_arm_qadd : GCCBuiltin<"__builtin_arm_qadd">,
28               Intrinsic<[llvm_i32_ty], [llvm_i32_ty, llvm_i32_ty],
29                         [IntrNoMem, Commutative]>;
30   def int_arm_qsub : GCCBuiltin<"__builtin_arm_qsub">,
31               Intrinsic<[llvm_i32_ty], [llvm_i32_ty, llvm_i32_ty], [IntrNoMem]>;
32   def int_arm_ssat : GCCBuiltin<"__builtin_arm_ssat">,
33               Intrinsic<[llvm_i32_ty], [llvm_i32_ty, llvm_i32_ty], [IntrNoMem]>;
34   def int_arm_usat : GCCBuiltin<"__builtin_arm_usat">,
35               Intrinsic<[llvm_i32_ty], [llvm_i32_ty, llvm_i32_ty], [IntrNoMem]>;
36 }
37
38 //===----------------------------------------------------------------------===//
39 // VFP
40
41 let TargetPrefix = "arm" in {  // All intrinsics start with "llvm.arm.".
42   def int_arm_get_fpscr : GCCBuiltin<"__builtin_arm_get_fpscr">, 
43                          Intrinsic<[llvm_i32_ty], [], [IntrNoMem]>;
44   def int_arm_set_fpscr : GCCBuiltin<"__builtin_arm_set_fpscr">, 
45                          Intrinsic<[], [llvm_i32_ty], []>;
46   def int_arm_vcvtr     : Intrinsic<[llvm_float_ty], [llvm_anyfloat_ty],
47                                     [IntrNoMem]>;
48   def int_arm_vcvtru    : Intrinsic<[llvm_float_ty], [llvm_anyfloat_ty],
49                                     [IntrNoMem]>;
50 }
51
52 //===----------------------------------------------------------------------===//
53 // Advanced SIMD (NEON)
54
55 let TargetPrefix = "arm" in {  // All intrinsics start with "llvm.arm.".
56
57   // The following classes do not correspond directly to GCC builtins.
58   class Neon_1Arg_Intrinsic
59     : Intrinsic<[llvm_anyvector_ty], [LLVMMatchType<0>], [IntrNoMem]>;
60   class Neon_1Arg_Narrow_Intrinsic
61     : Intrinsic<[llvm_anyvector_ty],
62                 [LLVMExtendedElementVectorType<0>], [IntrNoMem]>;
63   class Neon_2Arg_Intrinsic
64     : Intrinsic<[llvm_anyvector_ty], [LLVMMatchType<0>, LLVMMatchType<0>],
65                 [IntrNoMem]>;
66   class Neon_2Arg_Narrow_Intrinsic
67     : Intrinsic<[llvm_anyvector_ty],
68                 [LLVMExtendedElementVectorType<0>,
69                  LLVMExtendedElementVectorType<0>],
70                 [IntrNoMem]>;
71   class Neon_2Arg_Long_Intrinsic
72     : Intrinsic<[llvm_anyvector_ty],
73                 [LLVMTruncatedElementVectorType<0>,
74                  LLVMTruncatedElementVectorType<0>],
75                 [IntrNoMem]>;
76   class Neon_3Arg_Intrinsic
77     : Intrinsic<[llvm_anyvector_ty],
78                 [LLVMMatchType<0>, LLVMMatchType<0>, LLVMMatchType<0>],
79                 [IntrNoMem]>;
80   class Neon_3Arg_Long_Intrinsic
81     : Intrinsic<[llvm_anyvector_ty],
82                 [LLVMMatchType<0>,
83                  LLVMTruncatedElementVectorType<0>,
84                  LLVMTruncatedElementVectorType<0>],
85                 [IntrNoMem]>;
86   class Neon_CvtFxToFP_Intrinsic
87     : Intrinsic<[llvm_anyfloat_ty], [llvm_anyint_ty, llvm_i32_ty], [IntrNoMem]>;
88   class Neon_CvtFPToFx_Intrinsic
89     : Intrinsic<[llvm_anyint_ty], [llvm_anyfloat_ty, llvm_i32_ty], [IntrNoMem]>;
90
91   // The table operands for VTBL and VTBX consist of 1 to 4 v8i8 vectors.
92   // Besides the table, VTBL has one other v8i8 argument and VTBX has two.
93   // Overall, the classes range from 2 to 6 v8i8 arguments.
94   class Neon_Tbl2Arg_Intrinsic
95     : Intrinsic<[llvm_v8i8_ty],
96                 [llvm_v8i8_ty, llvm_v8i8_ty], [IntrNoMem]>;
97   class Neon_Tbl3Arg_Intrinsic
98     : Intrinsic<[llvm_v8i8_ty],
99                 [llvm_v8i8_ty, llvm_v8i8_ty, llvm_v8i8_ty], [IntrNoMem]>;
100   class Neon_Tbl4Arg_Intrinsic
101     : Intrinsic<[llvm_v8i8_ty],
102                 [llvm_v8i8_ty, llvm_v8i8_ty, llvm_v8i8_ty, llvm_v8i8_ty],
103                 [IntrNoMem]>;
104   class Neon_Tbl5Arg_Intrinsic
105     : Intrinsic<[llvm_v8i8_ty],
106                 [llvm_v8i8_ty, llvm_v8i8_ty, llvm_v8i8_ty, llvm_v8i8_ty,
107                  llvm_v8i8_ty], [IntrNoMem]>;
108   class Neon_Tbl6Arg_Intrinsic
109     : Intrinsic<[llvm_v8i8_ty],
110                 [llvm_v8i8_ty, llvm_v8i8_ty, llvm_v8i8_ty, llvm_v8i8_ty,
111                  llvm_v8i8_ty, llvm_v8i8_ty], [IntrNoMem]>;
112 }
113
114 // Arithmetic ops
115
116 let Properties = [IntrNoMem, Commutative] in {
117
118   // Vector Add.
119   def int_arm_neon_vhadds : Neon_2Arg_Intrinsic;
120   def int_arm_neon_vhaddu : Neon_2Arg_Intrinsic;
121   def int_arm_neon_vrhadds : Neon_2Arg_Intrinsic;
122   def int_arm_neon_vrhaddu : Neon_2Arg_Intrinsic;
123   def int_arm_neon_vqadds : Neon_2Arg_Intrinsic;
124   def int_arm_neon_vqaddu : Neon_2Arg_Intrinsic;
125   def int_arm_neon_vaddhn : Neon_2Arg_Narrow_Intrinsic;
126   def int_arm_neon_vraddhn : Neon_2Arg_Narrow_Intrinsic;
127
128   // Vector Multiply.
129   def int_arm_neon_vmulp : Neon_2Arg_Intrinsic;
130   def int_arm_neon_vqdmulh : Neon_2Arg_Intrinsic;
131   def int_arm_neon_vqrdmulh : Neon_2Arg_Intrinsic;
132   def int_arm_neon_vmulls : Neon_2Arg_Long_Intrinsic;
133   def int_arm_neon_vmullu : Neon_2Arg_Long_Intrinsic;
134   def int_arm_neon_vmullp : Neon_2Arg_Long_Intrinsic;
135   def int_arm_neon_vqdmull : Neon_2Arg_Long_Intrinsic;
136
137   // Vector Multiply and Accumulate/Subtract.
138   def int_arm_neon_vmlals : Neon_3Arg_Long_Intrinsic;
139   def int_arm_neon_vmlalu : Neon_3Arg_Long_Intrinsic;
140   def int_arm_neon_vmlsls : Neon_3Arg_Long_Intrinsic;
141   def int_arm_neon_vmlslu : Neon_3Arg_Long_Intrinsic;
142   def int_arm_neon_vqdmlal : Neon_3Arg_Long_Intrinsic;
143   def int_arm_neon_vqdmlsl : Neon_3Arg_Long_Intrinsic;
144
145   // Vector Maximum.
146   def int_arm_neon_vmaxs : Neon_2Arg_Intrinsic;
147   def int_arm_neon_vmaxu : Neon_2Arg_Intrinsic;
148
149   // Vector Minimum.
150   def int_arm_neon_vmins : Neon_2Arg_Intrinsic;
151   def int_arm_neon_vminu : Neon_2Arg_Intrinsic;
152
153   // Vector Reciprocal Step.
154   def int_arm_neon_vrecps : Neon_2Arg_Intrinsic;
155
156   // Vector Reciprocal Square Root Step.
157   def int_arm_neon_vrsqrts : Neon_2Arg_Intrinsic;
158 }
159
160 // Vector Subtract.
161 def int_arm_neon_vhsubs : Neon_2Arg_Intrinsic;
162 def int_arm_neon_vhsubu : Neon_2Arg_Intrinsic;
163 def int_arm_neon_vqsubs : Neon_2Arg_Intrinsic;
164 def int_arm_neon_vqsubu : Neon_2Arg_Intrinsic;
165 def int_arm_neon_vsubhn : Neon_2Arg_Narrow_Intrinsic;
166 def int_arm_neon_vrsubhn : Neon_2Arg_Narrow_Intrinsic;
167
168 // Vector Absolute Compare.
169 let TargetPrefix = "arm" in {
170   def int_arm_neon_vacged : Intrinsic<[llvm_v2i32_ty],
171                                       [llvm_v2f32_ty, llvm_v2f32_ty],
172                                       [IntrNoMem]>;
173   def int_arm_neon_vacgeq : Intrinsic<[llvm_v4i32_ty],
174                                       [llvm_v4f32_ty, llvm_v4f32_ty],
175                                       [IntrNoMem]>;
176   def int_arm_neon_vacgtd : Intrinsic<[llvm_v2i32_ty],
177                                       [llvm_v2f32_ty, llvm_v2f32_ty],
178                                       [IntrNoMem]>;
179   def int_arm_neon_vacgtq : Intrinsic<[llvm_v4i32_ty],
180                                       [llvm_v4f32_ty, llvm_v4f32_ty],
181                                       [IntrNoMem]>;
182 }
183
184 // Vector Absolute Differences.
185 def int_arm_neon_vabds : Neon_2Arg_Intrinsic;
186 def int_arm_neon_vabdu : Neon_2Arg_Intrinsic;
187 def int_arm_neon_vabdls : Neon_2Arg_Long_Intrinsic;
188 def int_arm_neon_vabdlu : Neon_2Arg_Long_Intrinsic;
189
190 // Vector Absolute Difference and Accumulate.
191 def int_arm_neon_vabas : Neon_3Arg_Intrinsic;
192 def int_arm_neon_vabau : Neon_3Arg_Intrinsic;
193 def int_arm_neon_vabals : Neon_3Arg_Long_Intrinsic;
194 def int_arm_neon_vabalu : Neon_3Arg_Long_Intrinsic;
195
196 // Vector Pairwise Add.
197 def int_arm_neon_vpadd : Neon_2Arg_Intrinsic;
198
199 // Vector Pairwise Add Long.
200 // Note: This is different than the other "long" NEON intrinsics because
201 // the result vector has half as many elements as the source vector.
202 // The source and destination vector types must be specified separately.
203 let TargetPrefix = "arm" in {
204   def int_arm_neon_vpaddls : Intrinsic<[llvm_anyvector_ty], [llvm_anyvector_ty],
205                                        [IntrNoMem]>;
206   def int_arm_neon_vpaddlu : Intrinsic<[llvm_anyvector_ty], [llvm_anyvector_ty],
207                                        [IntrNoMem]>;
208 }
209
210 // Vector Pairwise Add and Accumulate Long.
211 // Note: This is similar to vpaddl but the destination vector also appears
212 // as the first argument.
213 let TargetPrefix = "arm" in {
214   def int_arm_neon_vpadals : Intrinsic<[llvm_anyvector_ty],
215                                        [LLVMMatchType<0>, llvm_anyvector_ty],
216                                        [IntrNoMem]>;
217   def int_arm_neon_vpadalu : Intrinsic<[llvm_anyvector_ty],
218                                        [LLVMMatchType<0>, llvm_anyvector_ty],
219                                        [IntrNoMem]>;
220 }
221
222 // Vector Pairwise Maximum and Minimum.
223 def int_arm_neon_vpmaxs : Neon_2Arg_Intrinsic;
224 def int_arm_neon_vpmaxu : Neon_2Arg_Intrinsic;
225 def int_arm_neon_vpmins : Neon_2Arg_Intrinsic;
226 def int_arm_neon_vpminu : Neon_2Arg_Intrinsic;
227
228 // Vector Shifts:
229 //
230 // The various saturating and rounding vector shift operations need to be
231 // represented by intrinsics in LLVM, and even the basic VSHL variable shift
232 // operation cannot be safely translated to LLVM's shift operators.  VSHL can
233 // be used for both left and right shifts, or even combinations of the two,
234 // depending on the signs of the shift amounts.  It also has well-defined
235 // behavior for shift amounts that LLVM leaves undefined.  Only basic shifts
236 // by constants can be represented with LLVM's shift operators.
237 //
238 // The shift counts for these intrinsics are always vectors, even for constant
239 // shifts, where the constant is replicated.  For consistency with VSHL (and
240 // other variable shift instructions), left shifts have positive shift counts
241 // and right shifts have negative shift counts.  This convention is also used
242 // for constant right shift intrinsics, and to help preserve sanity, the
243 // intrinsic names use "shift" instead of either "shl" or "shr".  Where
244 // applicable, signed and unsigned versions of the intrinsics are
245 // distinguished with "s" and "u" suffixes.  A few NEON shift instructions,
246 // such as VQSHLU, take signed operands but produce unsigned results; these
247 // use a "su" suffix.
248
249 // Vector Shift.
250 def int_arm_neon_vshifts : Neon_2Arg_Intrinsic;
251 def int_arm_neon_vshiftu : Neon_2Arg_Intrinsic;
252 def int_arm_neon_vshiftls : Neon_2Arg_Long_Intrinsic;
253 def int_arm_neon_vshiftlu : Neon_2Arg_Long_Intrinsic;
254 def int_arm_neon_vshiftn : Neon_2Arg_Narrow_Intrinsic;
255
256 // Vector Rounding Shift.
257 def int_arm_neon_vrshifts : Neon_2Arg_Intrinsic;
258 def int_arm_neon_vrshiftu : Neon_2Arg_Intrinsic;
259 def int_arm_neon_vrshiftn : Neon_2Arg_Narrow_Intrinsic;
260
261 // Vector Saturating Shift.
262 def int_arm_neon_vqshifts : Neon_2Arg_Intrinsic;
263 def int_arm_neon_vqshiftu : Neon_2Arg_Intrinsic;
264 def int_arm_neon_vqshiftsu : Neon_2Arg_Intrinsic;
265 def int_arm_neon_vqshiftns : Neon_2Arg_Narrow_Intrinsic;
266 def int_arm_neon_vqshiftnu : Neon_2Arg_Narrow_Intrinsic;
267 def int_arm_neon_vqshiftnsu : Neon_2Arg_Narrow_Intrinsic;
268
269 // Vector Saturating Rounding Shift.
270 def int_arm_neon_vqrshifts : Neon_2Arg_Intrinsic;
271 def int_arm_neon_vqrshiftu : Neon_2Arg_Intrinsic;
272 def int_arm_neon_vqrshiftns : Neon_2Arg_Narrow_Intrinsic;
273 def int_arm_neon_vqrshiftnu : Neon_2Arg_Narrow_Intrinsic;
274 def int_arm_neon_vqrshiftnsu : Neon_2Arg_Narrow_Intrinsic;
275
276 // Vector Shift and Insert.
277 def int_arm_neon_vshiftins : Neon_3Arg_Intrinsic;
278
279 // Vector Absolute Value and Saturating Absolute Value.
280 def int_arm_neon_vabs : Neon_1Arg_Intrinsic;
281 def int_arm_neon_vqabs : Neon_1Arg_Intrinsic;
282
283 // Vector Saturating Negate.
284 def int_arm_neon_vqneg : Neon_1Arg_Intrinsic;
285
286 // Vector Count Leading Sign/Zero Bits.
287 def int_arm_neon_vcls : Neon_1Arg_Intrinsic;
288 def int_arm_neon_vclz : Neon_1Arg_Intrinsic;
289
290 // Vector Count One Bits.
291 def int_arm_neon_vcnt : Neon_1Arg_Intrinsic;
292
293 // Vector Reciprocal Estimate.
294 def int_arm_neon_vrecpe : Neon_1Arg_Intrinsic;
295
296 // Vector Reciprocal Square Root Estimate.
297 def int_arm_neon_vrsqrte : Neon_1Arg_Intrinsic;
298
299 // Vector Conversions Between Floating-point and Fixed-point.
300 def int_arm_neon_vcvtfp2fxs : Neon_CvtFPToFx_Intrinsic;
301 def int_arm_neon_vcvtfp2fxu : Neon_CvtFPToFx_Intrinsic;
302 def int_arm_neon_vcvtfxs2fp : Neon_CvtFxToFP_Intrinsic;
303 def int_arm_neon_vcvtfxu2fp : Neon_CvtFxToFP_Intrinsic;
304
305 // Narrowing and Lengthening Vector Moves.
306 def int_arm_neon_vqmovns : Neon_1Arg_Narrow_Intrinsic;
307 def int_arm_neon_vqmovnu : Neon_1Arg_Narrow_Intrinsic;
308 def int_arm_neon_vqmovnsu : Neon_1Arg_Narrow_Intrinsic;
309
310 // Vector Table Lookup.
311 // The first 1-4 arguments are the table.
312 def int_arm_neon_vtbl1 : Neon_Tbl2Arg_Intrinsic;
313 def int_arm_neon_vtbl2 : Neon_Tbl3Arg_Intrinsic;
314 def int_arm_neon_vtbl3 : Neon_Tbl4Arg_Intrinsic;
315 def int_arm_neon_vtbl4 : Neon_Tbl5Arg_Intrinsic;
316
317 // Vector Table Extension.
318 // Some elements of the destination vector may not be updated, so the original
319 // value of that vector is passed as the first argument.  The next 1-4
320 // arguments after that are the table.
321 def int_arm_neon_vtbx1 : Neon_Tbl3Arg_Intrinsic;
322 def int_arm_neon_vtbx2 : Neon_Tbl4Arg_Intrinsic;
323 def int_arm_neon_vtbx3 : Neon_Tbl5Arg_Intrinsic;
324 def int_arm_neon_vtbx4 : Neon_Tbl6Arg_Intrinsic;
325
326 let TargetPrefix = "arm" in {
327
328   // De-interleaving vector loads from N-element structures.
329   // Source operands are the address and alignment.
330   def int_arm_neon_vld1 : Intrinsic<[llvm_anyvector_ty],
331                                     [llvm_ptr_ty, llvm_i32_ty],
332                                     [IntrReadArgMem]>;
333   def int_arm_neon_vld2 : Intrinsic<[llvm_anyvector_ty, LLVMMatchType<0>],
334                                     [llvm_ptr_ty, llvm_i32_ty],
335                                     [IntrReadArgMem]>;
336   def int_arm_neon_vld3 : Intrinsic<[llvm_anyvector_ty, LLVMMatchType<0>,
337                                      LLVMMatchType<0>],
338                                     [llvm_ptr_ty, llvm_i32_ty],
339                                     [IntrReadArgMem]>;
340   def int_arm_neon_vld4 : Intrinsic<[llvm_anyvector_ty, LLVMMatchType<0>,
341                                      LLVMMatchType<0>, LLVMMatchType<0>],
342                                     [llvm_ptr_ty, llvm_i32_ty],
343                                     [IntrReadArgMem]>;
344
345   // Vector load N-element structure to one lane.
346   // Source operands are: the address, the N input vectors (since only one
347   // lane is assigned), the lane number, and the alignment.
348   def int_arm_neon_vld2lane : Intrinsic<[llvm_anyvector_ty, LLVMMatchType<0>],
349                                         [llvm_ptr_ty, LLVMMatchType<0>,
350                                          LLVMMatchType<0>, llvm_i32_ty,
351                                          llvm_i32_ty], [IntrReadArgMem]>;
352   def int_arm_neon_vld3lane : Intrinsic<[llvm_anyvector_ty, LLVMMatchType<0>,
353                                          LLVMMatchType<0>],
354                                         [llvm_ptr_ty, LLVMMatchType<0>,
355                                          LLVMMatchType<0>, LLVMMatchType<0>,
356                                          llvm_i32_ty, llvm_i32_ty],
357                                         [IntrReadArgMem]>;
358   def int_arm_neon_vld4lane : Intrinsic<[llvm_anyvector_ty, LLVMMatchType<0>,
359                                          LLVMMatchType<0>, LLVMMatchType<0>],
360                                         [llvm_ptr_ty, LLVMMatchType<0>,
361                                          LLVMMatchType<0>, LLVMMatchType<0>,
362                                          LLVMMatchType<0>, llvm_i32_ty,
363                                          llvm_i32_ty], [IntrReadArgMem]>;
364
365   // Interleaving vector stores from N-element structures.
366   // Source operands are: the address, the N vectors, and the alignment.
367   def int_arm_neon_vst1 : Intrinsic<[],
368                                     [llvm_ptr_ty, llvm_anyvector_ty,
369                                      llvm_i32_ty], [IntrReadWriteArgMem]>;
370   def int_arm_neon_vst2 : Intrinsic<[],
371                                     [llvm_ptr_ty, llvm_anyvector_ty,
372                                      LLVMMatchType<0>, llvm_i32_ty],
373                                     [IntrReadWriteArgMem]>;
374   def int_arm_neon_vst3 : Intrinsic<[],
375                                     [llvm_ptr_ty, llvm_anyvector_ty,
376                                      LLVMMatchType<0>, LLVMMatchType<0>,
377                                      llvm_i32_ty], [IntrReadWriteArgMem]>;
378   def int_arm_neon_vst4 : Intrinsic<[],
379                                     [llvm_ptr_ty, llvm_anyvector_ty,
380                                      LLVMMatchType<0>, LLVMMatchType<0>,
381                                      LLVMMatchType<0>, llvm_i32_ty],
382                                     [IntrReadWriteArgMem]>;
383
384   // Vector store N-element structure from one lane.
385   // Source operands are: the address, the N vectors, the lane number, and
386   // the alignment.
387   def int_arm_neon_vst2lane : Intrinsic<[],
388                                         [llvm_ptr_ty, llvm_anyvector_ty,
389                                          LLVMMatchType<0>, llvm_i32_ty,
390                                          llvm_i32_ty], [IntrReadWriteArgMem]>;
391   def int_arm_neon_vst3lane : Intrinsic<[],
392                                         [llvm_ptr_ty, llvm_anyvector_ty,
393                                          LLVMMatchType<0>, LLVMMatchType<0>,
394                                          llvm_i32_ty, llvm_i32_ty],
395                                         [IntrReadWriteArgMem]>;
396   def int_arm_neon_vst4lane : Intrinsic<[],
397                                         [llvm_ptr_ty, llvm_anyvector_ty,
398                                          LLVMMatchType<0>, LLVMMatchType<0>,
399                                          LLVMMatchType<0>, llvm_i32_ty,
400                                          llvm_i32_ty], [IntrReadWriteArgMem]>;
401 }