[SystemZ] Prefer LHI;ST... over LAY;MV...
[oota-llvm.git] / lib / Target / Mips / MipsRegisterInfo.td
1 //===-- MipsRegisterInfo.td - Mips Register defs -----------*- 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 //===----------------------------------------------------------------------===//
11 //  Declarations that describe the MIPS register file
12 //===----------------------------------------------------------------------===//
13 let Namespace = "Mips" in {
14 def sub_32     : SubRegIndex<32>;
15 def sub_64     : SubRegIndex<64>;
16 def sub_lo     : SubRegIndex<32>;
17 def sub_hi     : SubRegIndex<32, 32>;
18 def sub_dsp16_19 : SubRegIndex<4, 16>;
19 def sub_dsp20    : SubRegIndex<1, 20>;
20 def sub_dsp21    : SubRegIndex<1, 21>;
21 def sub_dsp22    : SubRegIndex<1, 22>;
22 def sub_dsp23    : SubRegIndex<1, 23>;
23 }
24
25 class Unallocatable {
26   bit isAllocatable = 0;
27 }
28
29 // We have banks of 32 registers each.
30 class MipsReg<bits<16> Enc, string n> : Register<n> {
31   let HWEncoding = Enc;
32   let Namespace = "Mips";
33 }
34
35 class MipsRegWithSubRegs<bits<16> Enc, string n, list<Register> subregs>
36   : RegisterWithSubRegs<n, subregs> {
37   let HWEncoding = Enc;
38   let Namespace = "Mips";
39 }
40
41 // Mips CPU Registers
42 class MipsGPRReg<bits<16> Enc, string n> : MipsReg<Enc, n>;
43
44 // Mips 64-bit CPU Registers
45 class Mips64GPRReg<bits<16> Enc, string n, list<Register> subregs>
46   : MipsRegWithSubRegs<Enc, n, subregs> {
47   let SubRegIndices = [sub_32];
48 }
49
50 // Mips 32-bit FPU Registers
51 class FPR<bits<16> Enc, string n> : MipsReg<Enc, n>;
52
53 // Mips 64-bit (aliased) FPU Registers
54 class AFPR<bits<16> Enc, string n, list<Register> subregs>
55   : MipsRegWithSubRegs<Enc, n, subregs> {
56   let SubRegIndices = [sub_lo, sub_hi];
57   let CoveredBySubRegs = 1;
58 }
59
60 class AFPR64<bits<16> Enc, string n, list<Register> subregs>
61   : MipsRegWithSubRegs<Enc, n, subregs> {
62   let SubRegIndices = [sub_lo, sub_hi];
63 }
64
65 // Mips 128-bit (aliased) MSA Registers
66 class AFPR128<bits<16> Enc, string n, list<Register> subregs>
67   : MipsRegWithSubRegs<Enc, n, subregs> {
68   let SubRegIndices = [sub_64];
69 }
70
71 // Accumulator Registers
72 class ACCReg<bits<16> Enc, string n, list<Register> subregs>
73   : MipsRegWithSubRegs<Enc, n, subregs> {
74   let SubRegIndices = [sub_lo, sub_hi];
75   let CoveredBySubRegs = 1;
76 }
77
78 // Mips Hardware Registers
79 class HWR<bits<16> Enc, string n> : MipsReg<Enc, n>;
80
81 //===----------------------------------------------------------------------===//
82 //  Registers
83 //===----------------------------------------------------------------------===//
84
85 let Namespace = "Mips" in {
86   // General Purpose Registers
87   def ZERO : MipsGPRReg< 0, "zero">, DwarfRegNum<[0]>;
88   def AT   : MipsGPRReg< 1, "1">,    DwarfRegNum<[1]>;
89   def V0   : MipsGPRReg< 2, "2">,    DwarfRegNum<[2]>;
90   def V1   : MipsGPRReg< 3, "3">,    DwarfRegNum<[3]>;
91   def A0   : MipsGPRReg< 4, "4">,    DwarfRegNum<[4]>;
92   def A1   : MipsGPRReg< 5, "5">,    DwarfRegNum<[5]>;
93   def A2   : MipsGPRReg< 6, "6">,    DwarfRegNum<[6]>;
94   def A3   : MipsGPRReg< 7, "7">,    DwarfRegNum<[7]>;
95   def T0   : MipsGPRReg< 8, "8">,    DwarfRegNum<[8]>;
96   def T1   : MipsGPRReg< 9, "9">,    DwarfRegNum<[9]>;
97   def T2   : MipsGPRReg< 10, "10">,  DwarfRegNum<[10]>;
98   def T3   : MipsGPRReg< 11, "11">,  DwarfRegNum<[11]>;
99   def T4   : MipsGPRReg< 12, "12">,  DwarfRegNum<[12]>;
100   def T5   : MipsGPRReg< 13, "13">,  DwarfRegNum<[13]>;
101   def T6   : MipsGPRReg< 14, "14">,  DwarfRegNum<[14]>;
102   def T7   : MipsGPRReg< 15, "15">,  DwarfRegNum<[15]>;
103   def S0   : MipsGPRReg< 16, "16">,  DwarfRegNum<[16]>;
104   def S1   : MipsGPRReg< 17, "17">,  DwarfRegNum<[17]>;
105   def S2   : MipsGPRReg< 18, "18">,  DwarfRegNum<[18]>;
106   def S3   : MipsGPRReg< 19, "19">,  DwarfRegNum<[19]>;
107   def S4   : MipsGPRReg< 20, "20">,  DwarfRegNum<[20]>;
108   def S5   : MipsGPRReg< 21, "21">,  DwarfRegNum<[21]>;
109   def S6   : MipsGPRReg< 22, "22">,  DwarfRegNum<[22]>;
110   def S7   : MipsGPRReg< 23, "23">,  DwarfRegNum<[23]>;
111   def T8   : MipsGPRReg< 24, "24">,  DwarfRegNum<[24]>;
112   def T9   : MipsGPRReg< 25, "25">,  DwarfRegNum<[25]>;
113   def K0   : MipsGPRReg< 26, "26">,  DwarfRegNum<[26]>;
114   def K1   : MipsGPRReg< 27, "27">,  DwarfRegNum<[27]>;
115   def GP   : MipsGPRReg< 28, "gp">,  DwarfRegNum<[28]>;
116   def SP   : MipsGPRReg< 29, "sp">,  DwarfRegNum<[29]>;
117   def FP   : MipsGPRReg< 30, "fp">,  DwarfRegNum<[30]>;
118   def RA   : MipsGPRReg< 31, "ra">,  DwarfRegNum<[31]>;
119
120   // General Purpose 64-bit Registers
121   def ZERO_64 : Mips64GPRReg< 0, "zero", [ZERO]>, DwarfRegNum<[0]>;
122   def AT_64   : Mips64GPRReg< 1, "1",    [AT]>, DwarfRegNum<[1]>;
123   def V0_64   : Mips64GPRReg< 2, "2",    [V0]>, DwarfRegNum<[2]>;
124   def V1_64   : Mips64GPRReg< 3, "3",    [V1]>, DwarfRegNum<[3]>;
125   def A0_64   : Mips64GPRReg< 4, "4",    [A0]>, DwarfRegNum<[4]>;
126   def A1_64   : Mips64GPRReg< 5, "5",    [A1]>, DwarfRegNum<[5]>;
127   def A2_64   : Mips64GPRReg< 6, "6",    [A2]>, DwarfRegNum<[6]>;
128   def A3_64   : Mips64GPRReg< 7, "7",    [A3]>, DwarfRegNum<[7]>;
129   def T0_64   : Mips64GPRReg< 8, "8",    [T0]>, DwarfRegNum<[8]>;
130   def T1_64   : Mips64GPRReg< 9, "9",    [T1]>, DwarfRegNum<[9]>;
131   def T2_64   : Mips64GPRReg< 10, "10",  [T2]>, DwarfRegNum<[10]>;
132   def T3_64   : Mips64GPRReg< 11, "11",  [T3]>, DwarfRegNum<[11]>;
133   def T4_64   : Mips64GPRReg< 12, "12",  [T4]>, DwarfRegNum<[12]>;
134   def T5_64   : Mips64GPRReg< 13, "13",  [T5]>, DwarfRegNum<[13]>;
135   def T6_64   : Mips64GPRReg< 14, "14",  [T6]>, DwarfRegNum<[14]>;
136   def T7_64   : Mips64GPRReg< 15, "15",  [T7]>, DwarfRegNum<[15]>;
137   def S0_64   : Mips64GPRReg< 16, "16",  [S0]>, DwarfRegNum<[16]>;
138   def S1_64   : Mips64GPRReg< 17, "17",  [S1]>, DwarfRegNum<[17]>;
139   def S2_64   : Mips64GPRReg< 18, "18",  [S2]>, DwarfRegNum<[18]>;
140   def S3_64   : Mips64GPRReg< 19, "19",  [S3]>, DwarfRegNum<[19]>;
141   def S4_64   : Mips64GPRReg< 20, "20",  [S4]>, DwarfRegNum<[20]>;
142   def S5_64   : Mips64GPRReg< 21, "21",  [S5]>, DwarfRegNum<[21]>;
143   def S6_64   : Mips64GPRReg< 22, "22",  [S6]>, DwarfRegNum<[22]>;
144   def S7_64   : Mips64GPRReg< 23, "23",  [S7]>, DwarfRegNum<[23]>;
145   def T8_64   : Mips64GPRReg< 24, "24",  [T8]>, DwarfRegNum<[24]>;
146   def T9_64   : Mips64GPRReg< 25, "25",  [T9]>, DwarfRegNum<[25]>;
147   def K0_64   : Mips64GPRReg< 26, "26",  [K0]>, DwarfRegNum<[26]>;
148   def K1_64   : Mips64GPRReg< 27, "27",  [K1]>, DwarfRegNum<[27]>;
149   def GP_64   : Mips64GPRReg< 28, "gp",  [GP]>, DwarfRegNum<[28]>;
150   def SP_64   : Mips64GPRReg< 29, "sp",  [SP]>, DwarfRegNum<[29]>;
151   def FP_64   : Mips64GPRReg< 30, "fp",  [FP]>, DwarfRegNum<[30]>;
152   def RA_64   : Mips64GPRReg< 31, "ra",  [RA]>, DwarfRegNum<[31]>;
153
154   /// Mips Single point precision FPU Registers
155   foreach I = 0-31 in
156   def F#I : FPR<I, "f"#I>, DwarfRegNum<[!add(I, 32)]>;
157
158   // Higher half of 64-bit FP registers.
159   foreach I = 0-31 in
160   def F_HI#I : FPR<I, "f"#I>, DwarfRegNum<[!add(I, 32)]>;
161
162   /// Mips Double point precision FPU Registers (aliased
163   /// with the single precision to hold 64 bit values)
164   foreach I = 0-15 in
165   def D#I : AFPR<!shl(I, 1), "f"#!shl(I, 1),
166                  [!cast<FPR>("F"#!shl(I, 1)),
167                   !cast<FPR>("F"#!add(!shl(I, 1), 1))]>;
168
169   /// Mips Double point precision FPU Registers in MFP64 mode.
170   foreach I = 0-31 in
171   def D#I#_64 : AFPR64<I, "f"#I, [!cast<FPR>("F"#I), !cast<FPR>("F_HI"#I)]>,
172                 DwarfRegNum<[!add(I, 32)]>;
173
174   /// Mips MSA registers
175   /// MSA and FPU cannot both be present unless the FPU has 64-bit registers
176   foreach I = 0-31 in
177   def W#I : AFPR128<I, "w"#I, [!cast<AFPR64>("D"#I#"_64")]>,
178             DwarfRegNum<[!add(I, 32)]>;
179
180   // Hi/Lo registers
181   def HI0 : Register<"ac0">, DwarfRegNum<[64]>;
182   def HI1 : Register<"ac1">, DwarfRegNum<[176]>;
183   def HI2 : Register<"ac2">, DwarfRegNum<[178]>;
184   def HI3 : Register<"ac3">, DwarfRegNum<[180]>;
185   def LO0 : Register<"ac0">, DwarfRegNum<[65]>;
186   def LO1 : Register<"ac1">, DwarfRegNum<[177]>;
187   def LO2 : Register<"ac2">, DwarfRegNum<[179]>;
188   def LO3 : Register<"ac3">, DwarfRegNum<[181]>;
189
190   let SubRegIndices = [sub_32] in {
191   def HI0_64  : RegisterWithSubRegs<"hi", [HI0]>;
192   def LO0_64  : RegisterWithSubRegs<"lo", [LO0]>;
193   }
194
195   // FP control registers.
196   foreach I = 0-31 in
197   def FCR#I : MipsReg<#I, ""#I>;
198
199   // FP condition code registers.
200   foreach I = 0-7 in
201   def FCC#I : MipsReg<#I, "fcc"#I>;
202
203   // PC register
204   def PC : Register<"pc">;
205
206   // Hardware register $29
207   def HWR29 : MipsReg<29, "29">;
208
209   // Accum registers
210   foreach I = 0-3 in
211   def AC#I : ACCReg<#I, "ac"#I,
212                     [!cast<Register>("LO"#I), !cast<Register>("HI"#I)]>;
213
214   def AC0_64 : ACCReg<0, "ac0", [LO0_64, HI0_64]>;
215
216   // DSP-ASE control register fields.
217   def DSPPos : Register<"">;
218   def DSPSCount : Register<"">;
219   def DSPCarry : Register<"">;
220   def DSPEFI : Register<"">;
221   def DSPOutFlag16_19 : Register<"">;
222   def DSPOutFlag20 : Register<"">;
223   def DSPOutFlag21 : Register<"">;
224   def DSPOutFlag22 : Register<"">;
225   def DSPOutFlag23 : Register<"">;
226   def DSPCCond : Register<"">;
227
228   let SubRegIndices = [sub_dsp16_19, sub_dsp20, sub_dsp21, sub_dsp22,
229                        sub_dsp23] in
230   def DSPOutFlag : RegisterWithSubRegs<"", [DSPOutFlag16_19, DSPOutFlag20,
231                                             DSPOutFlag21, DSPOutFlag22,
232                                             DSPOutFlag23]>;
233 }
234
235 //===----------------------------------------------------------------------===//
236 // Register Classes
237 //===----------------------------------------------------------------------===//
238
239 class GPR32Class<list<ValueType> regTypes> :
240   RegisterClass<"Mips", regTypes, 32, (add
241   // Reserved
242   ZERO, AT,
243   // Return Values and Arguments
244   V0, V1, A0, A1, A2, A3,
245   // Not preserved across procedure calls
246   T0, T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7,
247   // Callee save
248   S0, S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7,
249   // Not preserved across procedure calls
250   T8, T9,
251   // Reserved
252   K0, K1, GP, SP, FP, RA)>;
253
254 def GPR32 : GPR32Class<[i32]>;
255 def DSPR  : GPR32Class<[v4i8, v2i16]>;
256
257 def GPR64 : RegisterClass<"Mips", [i64], 64, (add
258 // Reserved
259   ZERO_64, AT_64,
260   // Return Values and Arguments
261   V0_64, V1_64, A0_64, A1_64, A2_64, A3_64,
262   // Not preserved across procedure calls
263   T0_64, T1_64, T2_64, T3_64, T4_64, T5_64, T6_64, T7_64,
264   // Callee save
265   S0_64, S1_64, S2_64, S3_64, S4_64, S5_64, S6_64, S7_64,
266   // Not preserved across procedure calls
267   T8_64, T9_64,
268   // Reserved
269   K0_64, K1_64, GP_64, SP_64, FP_64, RA_64)>;
270
271 def CPU16Regs : RegisterClass<"Mips", [i32], 32, (add
272   // Return Values and Arguments
273   V0, V1, A0, A1, A2, A3,
274   // Callee save
275   S0, S1)>;
276
277 def CPU16RegsPlusSP : RegisterClass<"Mips", [i32], 32, (add
278   // Return Values and Arguments
279   V0, V1, A0, A1, A2, A3,
280   // Callee save
281   S0, S1,
282   SP)>;
283
284 def CPURAReg : RegisterClass<"Mips", [i32], 32, (add RA)>, Unallocatable;
285
286 def CPUSPReg : RegisterClass<"Mips", [i32], 32, (add SP)>, Unallocatable;
287
288 // 64bit fp:
289 // * FGR64  - 32 64-bit registers
290 // * AFGR64 - 16 32-bit even registers (32-bit FP Mode)
291 //
292 // 32bit fp:
293 // * FGR32 - 16 32-bit even registers
294 // * FGR32 - 32 32-bit registers (single float only mode)
295 def FGR32 : RegisterClass<"Mips", [f32], 32, (sequence "F%u", 0, 31)>;
296
297 def FGRH32 : RegisterClass<"Mips", [f32], 32, (sequence "F_HI%u", 0, 31)>;
298
299 def AFGR64 : RegisterClass<"Mips", [f64], 64, (add
300   // Return Values and Arguments
301   D0, D1,
302   // Not preserved across procedure calls
303   D2, D3, D4, D5,
304   // Return Values and Arguments
305   D6, D7,
306   // Not preserved across procedure calls
307   D8, D9,
308   // Callee save
309   D10, D11, D12, D13, D14, D15)>;
310
311 def FGR64 : RegisterClass<"Mips", [f64], 64, (sequence "D%u_64", 0, 31)>;
312
313 // FP control registers.
314 def CCR : RegisterClass<"Mips", [i32], 32, (sequence "FCR%u", 0, 31)>,
315           Unallocatable;
316
317 // FP condition code registers.
318 def FCC : RegisterClass<"Mips", [i32], 32, (sequence "FCC%u", 0, 7)>,
319           Unallocatable;
320
321 def MSA128B: RegisterClass<"Mips", [v16i8], 128,
322                            (sequence "W%u", 0, 31)>;
323 def MSA128H: RegisterClass<"Mips", [v8i16, v8f16], 128,
324                            (sequence "W%u", 0, 31)>;
325 def MSA128W: RegisterClass<"Mips", [v4i32, v4f32], 128,
326                            (sequence "W%u", 0, 31)>;
327 def MSA128D: RegisterClass<"Mips", [v2i64, v2f64], 128,
328                            (sequence "W%u", 0, 31)>;
329
330 // Hi/Lo Registers
331 def LO32 : RegisterClass<"Mips", [i32], 32, (add LO0)>;
332 def HI32 : RegisterClass<"Mips", [i32], 32, (add HI0)>;
333 def LO32DSP : RegisterClass<"Mips", [i32], 32, (sequence "LO%u", 0, 3)>;
334 def HI32DSP : RegisterClass<"Mips", [i32], 32, (sequence "HI%u", 0, 3)>;
335 def LO64 : RegisterClass<"Mips", [i64], 64, (add LO0_64)>;
336 def HI64 : RegisterClass<"Mips", [i64], 64, (add HI0_64)>;
337
338 // Hardware registers
339 def HWRegs : RegisterClass<"Mips", [i32], 32, (add HWR29)>, Unallocatable;
340
341 // Accumulator Registers
342 def ACC64 : RegisterClass<"Mips", [untyped], 64, (add AC0)> {
343   let Size = 64;
344 }
345
346 def ACC128 : RegisterClass<"Mips", [untyped], 128, (add AC0_64)> {
347   let Size = 128;
348 }
349
350 def ACC64DSP : RegisterClass<"Mips", [untyped], 64, (sequence "AC%u", 0, 3)> {
351   let Size = 64;
352 }
353
354 def DSPCC : RegisterClass<"Mips", [v4i8, v2i16], 32, (add DSPCCond)>;
355
356 // Register Operands.
357
358 class MipsAsmRegOperand : AsmOperandClass {
359   let RenderMethod = "addRegAsmOperands";
360 }
361 def GPR32AsmOperand : MipsAsmRegOperand {
362   let Name = "GPR32Asm";
363   let ParserMethod = "parseGPR32";
364 }
365
366 def GPR64AsmOperand : MipsAsmRegOperand {
367   let Name = "GPR64Asm";
368   let ParserMethod = "parseGPR64";
369 }
370
371 def ACC64DSPAsmOperand : MipsAsmRegOperand {
372   let Name = "ACC64DSPAsm";
373   let ParserMethod = "parseACC64DSP";
374 }
375
376 def LO32DSPAsmOperand : MipsAsmRegOperand {
377   let Name = "LO32DSPAsm";
378   let ParserMethod = "parseLO32DSP";
379 }
380
381 def HI32DSPAsmOperand : MipsAsmRegOperand {
382   let Name = "HI32DSPAsm";
383   let ParserMethod = "parseHI32DSP";
384 }
385
386 def CCRAsmOperand : MipsAsmRegOperand {
387   let Name = "CCRAsm";
388   let ParserMethod = "parseCCRRegs";
389 }
390
391 def AFGR64AsmOperand : MipsAsmRegOperand {
392   let Name = "AFGR64Asm";
393   let ParserMethod = "parseAFGR64Regs";
394 }
395
396 def FGR64AsmOperand : MipsAsmRegOperand {
397   let Name = "FGR64Asm";
398   let ParserMethod = "parseFGR64Regs";
399 }
400
401 def FGR32AsmOperand : MipsAsmRegOperand {
402   let Name = "FGR32Asm";
403   let ParserMethod = "parseFGR32Regs";
404 }
405
406 def FGRH32AsmOperand : MipsAsmRegOperand {
407   let Name = "FGRH32Asm";
408   let ParserMethod = "parseFGRH32Regs";
409 }
410
411 def FCCRegsAsmOperand : MipsAsmRegOperand {
412   let Name = "FCCRegsAsm";
413   let ParserMethod = "parseFCCRegs";
414 }
415
416 def GPR32Opnd : RegisterOperand<GPR32> {
417   let ParserMatchClass = GPR32AsmOperand;
418 }
419
420 def GPR64Opnd : RegisterOperand<GPR64> {
421   let ParserMatchClass = GPR64AsmOperand;
422 }
423
424 def DSPROpnd : RegisterOperand<DSPR> {
425   let ParserMatchClass = GPR32AsmOperand;
426 }
427
428 def CCROpnd : RegisterOperand<CCR> {
429   let ParserMatchClass = CCRAsmOperand;
430 }
431
432 def HWRegsAsmOperand : MipsAsmRegOperand {
433   let Name = "HWRegsAsm";
434   let ParserMethod = "parseHWRegs";
435 }
436
437 def HWRegsOpnd : RegisterOperand<HWRegs> {
438   let ParserMatchClass = HWRegsAsmOperand;
439 }
440
441 def AFGR64Opnd : RegisterOperand<AFGR64> {
442   let ParserMatchClass = AFGR64AsmOperand;
443 }
444
445 def FGR64Opnd : RegisterOperand<FGR64> {
446   let ParserMatchClass = FGR64AsmOperand;
447 }
448
449 def FGR32Opnd : RegisterOperand<FGR32> {
450   let ParserMatchClass = FGR32AsmOperand;
451 }
452
453 def FGRH32Opnd : RegisterOperand<FGRH32> {
454   let ParserMatchClass = FGRH32AsmOperand;
455 }
456
457 def FCCRegsOpnd : RegisterOperand<FCC> {
458   let ParserMatchClass = FCCRegsAsmOperand;
459 }
460
461 def LO32DSPOpnd : RegisterOperand<LO32DSP> {
462   let ParserMatchClass = LO32DSPAsmOperand;
463 }
464
465 def HI32DSPOpnd : RegisterOperand<HI32DSP> {
466   let ParserMatchClass = HI32DSPAsmOperand;
467 }
468
469 def ACC64DSPOpnd : RegisterOperand<ACC64DSP> {
470   let ParserMatchClass = ACC64DSPAsmOperand;
471 }