ab0c7c1a4f085322ed7740da7f021e0431b37cb6
[oota-llvm.git] / lib / Target / PowerPC / PPCInstrAltivec.td
1 //===- PPCInstrAltivec.td - The PowerPC Altivec Extension --*- tablegen -*-===//
2 // 
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file was developed by Chris Lattner and is distributed under
6 // the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
7 // 
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This file describes the Altivec extension to the PowerPC instruction set.
11 //
12 //===----------------------------------------------------------------------===//
13
14 //===----------------------------------------------------------------------===//
15 // Altivec transformation functions and pattern fragments.
16 //
17
18 // VSPLT_get_imm xform function: convert vector_shuffle mask to VSPLT* imm.
19 def VSPLT_get_imm : SDNodeXForm<build_vector, [{
20   return getI32Imm(PPC::getVSPLTImmediate(N));
21 }]>;
22
23 def VSPLT_shuffle_mask : PatLeaf<(build_vector), [{
24   return PPC::isSplatShuffleMask(N);
25 }], VSPLT_get_imm>;
26
27 def vecimm0 : PatLeaf<(build_vector), [{
28   return PPC::isZeroVector(N);
29 }]>;
30
31
32 // VSPLTISB_get_imm xform function: convert build_vector to VSPLTISB imm.
33 def VSPLTISB_get_imm : SDNodeXForm<build_vector, [{
34   char Val;
35   PPC::isVecSplatImm(N, 1, &Val);
36   return getI32Imm(Val);
37 }]>;
38 def vecspltisb : PatLeaf<(build_vector), [{
39   return PPC::isVecSplatImm(N, 1);
40 }], VSPLTISB_get_imm>;
41
42 // VSPLTISH_get_imm xform function: convert build_vector to VSPLTISH imm.
43 def VSPLTISH_get_imm : SDNodeXForm<build_vector, [{
44   char Val;
45   PPC::isVecSplatImm(N, 2, &Val);
46   return getI32Imm(Val);
47 }]>;
48 def vecspltish : PatLeaf<(build_vector), [{
49   return PPC::isVecSplatImm(N, 2);
50 }], VSPLTISH_get_imm>;
51
52 // VSPLTISW_get_imm xform function: convert build_vector to VSPLTISW imm.
53 def VSPLTISW_get_imm : SDNodeXForm<build_vector, [{
54   char Val;
55   PPC::isVecSplatImm(N, 4, &Val);
56   return getI32Imm(Val);
57 }]>;
58 def vecspltisw : PatLeaf<(build_vector), [{
59   return PPC::isVecSplatImm(N, 4);
60 }], VSPLTISW_get_imm>;
61
62
63
64 //===----------------------------------------------------------------------===//
65 // Instruction Definitions.
66
67 def IMPLICIT_DEF_VRRC : Pseudo<(ops VRRC:$rD), "; $rD = IMPLICIT_DEF_VRRC",
68                                [(set VRRC:$rD, (v4f32 (undef)))]>;
69
70 let isLoad = 1, PPC970_Unit = 2 in {  // Loads.
71 def LVEBX: XForm_1<31,   7, (ops VRRC:$vD, memrr:$src),
72                    "lvebx $vD, $src", LdStGeneral,
73                    [(set VRRC:$vD, (v16i8 (PPClve_x xoaddr:$src)))]>;
74 def LVEHX: XForm_1<31,  39, (ops VRRC:$vD,  memrr:$src),
75                    "lvehx $vD, $src", LdStGeneral,
76                    [(set VRRC:$vD, (v8i16 (PPClve_x xoaddr:$src)))]>;
77 def LVEWX: XForm_1<31,  71, (ops VRRC:$vD,  memrr:$src),
78                    "lvewx $vD, $src", LdStGeneral,
79                    [(set VRRC:$vD, (v4f32 (PPClve_x xoaddr:$src)))]>;
80 def LVX  : XForm_1<31, 103, (ops VRRC:$vD,  memrr:$src),
81                    "lvx $vD, $src", LdStGeneral,
82                    [(set VRRC:$vD, (v4f32 (load xoaddr:$src)))]>;
83 }
84
85 def LVSL : XForm_1<31,   6, (ops VRRC:$vD,  GPRC:$base, GPRC:$rA),
86                    "lvsl $vD, $base, $rA", LdStGeneral,
87                    []>, PPC970_Unit_LSU;
88 def LVSR : XForm_1<31,  38, (ops VRRC:$vD,  GPRC:$base, GPRC:$rA),
89                    "lvsl $vD, $base, $rA", LdStGeneral,
90                    []>, PPC970_Unit_LSU;
91
92 let isStore = 1, noResults = 1, PPC970_Unit = 2 in {   // Stores.
93 def STVEBX: XForm_8<31, 135, (ops VRRC:$rS, GPRC:$rA, GPRC:$rB),
94                    "stvebx $rS, $rA, $rB", LdStGeneral,
95                    []>;
96 def STVEHX: XForm_8<31, 167, (ops VRRC:$rS, GPRC:$rA, GPRC:$rB),
97                    "stvehx $rS, $rA, $rB", LdStGeneral,
98                    []>;
99 def STVEWX: XForm_8<31, 199, (ops VRRC:$rS, GPRC:$rA, GPRC:$rB),
100                    "stvewx $rS, $rA, $rB", LdStGeneral,
101                    []>;
102 def STVX  : XForm_8<31, 231, (ops VRRC:$rS, memrr:$dst),
103                    "stvx $rS, $dst", LdStGeneral,
104                    [(store (v4f32 VRRC:$rS), xoaddr:$dst)]>;
105 }
106
107 let PPC970_Unit = 5 in {  // VALU Operations.
108 // VA-Form instructions.  3-input AltiVec ops.
109 def VMADDFP : VAForm_1<46, (ops VRRC:$vD, VRRC:$vA, VRRC:$vC, VRRC:$vB),
110                        "vmaddfp $vD, $vA, $vC, $vB", VecFP,
111                        [(set VRRC:$vD, (fadd (fmul VRRC:$vA, VRRC:$vC),
112                                              VRRC:$vB))]>,
113                        Requires<[FPContractions]>;
114 def VNMSUBFP: VAForm_1<47, (ops VRRC:$vD, VRRC:$vA, VRRC:$vC, VRRC:$vB),
115                        "vnmsubfp $vD, $vA, $vC, $vB", VecFP,
116                        [(set VRRC:$vD, (fneg (fsub (fmul VRRC:$vA, VRRC:$vC),
117                                                    VRRC:$vB)))]>,
118                        Requires<[FPContractions]>;
119
120 def VPERM   : VAForm_1<43, (ops VRRC:$vD, VRRC:$vA, VRRC:$vC, VRRC:$vB),
121                        "vperm $vD, $vA, $vB, $vC", VecPerm,
122                        [(set VRRC:$vD,
123                              (PPCvperm (v4f32 VRRC:$vA), VRRC:$vB, VRRC:$vC))]>;
124
125
126 // VX-Form instructions.  AltiVec arithmetic ops.
127 def VADDCUW : VXForm_1<384, (ops VRRC:$vD, VRRC:$vA, VRRC:$vB),
128                        "vaddcuw $vD, $vA, $vB", VecFP,
129                        [(set VRRC:$vD,
130                              (int_ppc_altivec_vaddcuw VRRC:$vA, VRRC:$vB))]>;
131 def VADDFP : VXForm_1<10, (ops VRRC:$vD, VRRC:$vA, VRRC:$vB),
132                       "vaddfp $vD, $vA, $vB", VecFP,
133                       [(set VRRC:$vD, (fadd VRRC:$vA, VRRC:$vB))]>;
134 def VADDSBS : VXForm_1<768, (ops VRRC:$vD, VRRC:$vA, VRRC:$vB),
135                        "vaddsbs $vD, $vA, $vB", VecFP,
136                        [(set VRRC:$vD,
137                              (int_ppc_altivec_vaddsbs VRRC:$vA, VRRC:$vB))]>;
138 def VADDSHS : VXForm_1<832, (ops VRRC:$vD, VRRC:$vA, VRRC:$vB),
139                        "vaddshs $vD, $vA, $vB", VecFP,
140                        [(set VRRC:$vD,
141                              (int_ppc_altivec_vaddshs VRRC:$vA, VRRC:$vB))]>;
142 def VADDSWS : VXForm_1<896, (ops VRRC:$vD, VRRC:$vA, VRRC:$vB),
143                        "vaddsws $vD, $vA, $vB", VecFP,
144                        [(set VRRC:$vD,
145                              (int_ppc_altivec_vaddsws VRRC:$vA, VRRC:$vB))]>;
146 def VADDUBS : VXForm_1<512, (ops VRRC:$vD, VRRC:$vA, VRRC:$vB),
147                        "vaddubs $vD, $vA, $vB", VecFP,
148                        [(set VRRC:$vD,
149                              (int_ppc_altivec_vaddubs VRRC:$vA, VRRC:$vB))]>;
150 def VADDUHS : VXForm_1<576, (ops VRRC:$vD, VRRC:$vA, VRRC:$vB),
151                        "vadduhs $vD, $vA, $vB", VecFP,
152                        [(set VRRC:$vD,
153                              (int_ppc_altivec_vadduhs VRRC:$vA, VRRC:$vB))]>;
154 def VADDUWM : VXForm_1<128, (ops VRRC:$vD, VRRC:$vA, VRRC:$vB),
155                       "vadduwm $vD, $vA, $vB", VecGeneral,
156                       [(set VRRC:$vD, (add (v4i32 VRRC:$vA), VRRC:$vB))]>;
157 def VADDUWS : VXForm_1<640, (ops VRRC:$vD, VRRC:$vA, VRRC:$vB),
158                        "vadduws $vD, $vA, $vB", VecFP,
159                        [(set VRRC:$vD,
160                              (int_ppc_altivec_vadduws VRRC:$vA, VRRC:$vB))]>;
161 def VAND : VXForm_1<1028, (ops VRRC:$vD, VRRC:$vA, VRRC:$vB),
162                     "vand $vD, $vA, $vB", VecFP,
163                     [(set VRRC:$vD, (and (v4i32 VRRC:$vA), VRRC:$vB))]>;
164 def VANDC : VXForm_1<1092, (ops VRRC:$vD, VRRC:$vA, VRRC:$vB),
165                      "vandc $vD, $vA, $vB", VecFP,
166                      [(set VRRC:$vD, (vnot (and (v4i32 VRRC:$vA), VRRC:$vB)))]>;
167
168 def VCFSX  : VXForm_1<842, (ops VRRC:$vD, u5imm:$UIMM, VRRC:$vB),
169                       "vcfsx $vD, $vB, $UIMM", VecFP,
170                       [(set VRRC:$vD,
171                              (int_ppc_altivec_vcfsx VRRC:$vB, imm:$UIMM))]>;
172 def VCFUX  : VXForm_1<778, (ops VRRC:$vD, u5imm:$UIMM, VRRC:$vB),
173                       "vcfux $vD, $vB, $UIMM", VecFP,
174                       [(set VRRC:$vD,
175                              (int_ppc_altivec_vcfux VRRC:$vB, imm:$UIMM))]>;
176 def VCTSXS : VXForm_1<970, (ops VRRC:$vD, u5imm:$UIMM, VRRC:$vB),
177                       "vctsxs $vD, $vB, $UIMM", VecFP,
178                       []>;
179 def VCTUXS : VXForm_1<906, (ops VRRC:$vD, u5imm:$UIMM, VRRC:$vB),
180                       "vctuxs $vD, $vB, $UIMM", VecFP,
181                       []>;
182 def VEXPTEFP : VXForm_2<394, (ops VRRC:$vD, VRRC:$vB),
183                         "vexptefp $vD, $vB", VecFP,
184                         []>;
185 def VLOGEFP  : VXForm_2<458, (ops VRRC:$vD, VRRC:$vB),
186                         "vlogefp $vD, $vB", VecFP,
187                         []>;
188 def VMAXFP : VXForm_1<1034, (ops VRRC:$vD, VRRC:$vA, VRRC:$vB),
189                       "vmaxfp $vD, $vA, $vB", VecFP,
190                       []>;
191 def VMINFP : VXForm_1<1098, (ops VRRC:$vD, VRRC:$vA, VRRC:$vB),
192                       "vminfp $vD, $vA, $vB", VecFP,
193                       []>;
194 def VREFP  : VXForm_2<266, (ops VRRC:$vD, VRRC:$vB),
195                       "vrefp $vD, $vB", VecFP,
196                       []>;
197 def VRFIM  : VXForm_2<714, (ops VRRC:$vD, VRRC:$vB),
198                       "vrfim $vD, $vB", VecFP,
199                       []>;
200 def VRFIN  : VXForm_2<522, (ops VRRC:$vD, VRRC:$vB),
201                       "vrfin $vD, $vB", VecFP,
202                       []>;
203 def VRFIP  : VXForm_2<650, (ops VRRC:$vD, VRRC:$vB),
204                       "vrfip $vD, $vB", VecFP,
205                       []>;
206 def VRFIZ  : VXForm_2<586, (ops VRRC:$vD, VRRC:$vB),
207                       "vrfiz $vD, $vB", VecFP,
208                       []>;
209 def VRSQRTEFP : VXForm_2<330, (ops VRRC:$vD, VRRC:$vB),
210                          "vrsqrtefp $vD, $vB", VecFP,
211                          [(set VRRC:$vD,(int_ppc_altivec_vrsqrtefp VRRC:$vB))]>;
212 def VSUBFP : VXForm_1<74, (ops VRRC:$vD, VRRC:$vA, VRRC:$vB),
213                       "vsubfp $vD, $vA, $vB", VecFP,
214                       [(set VRRC:$vD, (fsub VRRC:$vA, VRRC:$vB))]>;
215 def VNOR : VXForm_1<1284, (ops VRRC:$vD, VRRC:$vA, VRRC:$vB),
216                     "vnor $vD, $vA, $vB", VecFP,
217                     [(set VRRC:$vD, (vnot (or (v4i32 VRRC:$vA), VRRC:$vB)))]>;
218 def VOR : VXForm_1<1156, (ops VRRC:$vD, VRRC:$vA, VRRC:$vB),
219                       "vor $vD, $vA, $vB", VecFP,
220                       [(set VRRC:$vD, (or (v4i32 VRRC:$vA), VRRC:$vB))]>;
221 def VXOR : VXForm_1<1220, (ops VRRC:$vD, VRRC:$vA, VRRC:$vB),
222                       "vxor $vD, $vA, $vB", VecFP,
223                       [(set VRRC:$vD, (xor (v4i32 VRRC:$vA), VRRC:$vB))]>;
224
225 def VSPLTB : VXForm_1<524, (ops VRRC:$vD, u5imm:$UIMM, VRRC:$vB),
226                       "vspltb $vD, $vB, $UIMM", VecPerm,
227                       []>;
228 def VSPLTH : VXForm_1<588, (ops VRRC:$vD, u5imm:$UIMM, VRRC:$vB),
229                       "vsplth $vD, $vB, $UIMM", VecPerm,
230                       []>;
231 def VSPLTW : VXForm_1<652, (ops VRRC:$vD, u5imm:$UIMM, VRRC:$vB),
232                       "vspltw $vD, $vB, $UIMM", VecPerm,
233                       [(set VRRC:$vD, (vector_shuffle (v4f32 VRRC:$vB), (undef),
234                                       VSPLT_shuffle_mask:$UIMM))]>;
235
236 def VSPLTISB : VXForm_1<780, (ops VRRC:$vD, s5imm:$SIMM),
237                       "vspltisb $vD, $SIMM", VecPerm,
238                       [(set VRRC:$vD, (v4f32 vecspltisb:$SIMM))]>;
239 def VSPLTISH : VXForm_1<844, (ops VRRC:$vD, s5imm:$SIMM),
240                       "vspltish $vD, $SIMM", VecPerm,
241                       [(set VRRC:$vD, (v4f32 vecspltish:$SIMM))]>;
242 def VSPLTISW : VXForm_1<908, (ops VRRC:$vD, s5imm:$SIMM),
243                       "vspltisw $vD, $SIMM", VecPerm,
244                       [(set VRRC:$vD, (v4f32 vecspltisw:$SIMM))]>;
245
246                       
247 // VX-Form Pseudo Instructions
248
249 def V_SET0 : VXForm_setzero<1220, (ops VRRC:$vD),
250                       "vxor $vD, $vD, $vD", VecFP,
251                       [(set VRRC:$vD, (v4f32 vecimm0))]>;
252 }
253
254 //===----------------------------------------------------------------------===//
255 // Additional Altivec Patterns
256 //
257
258 // Undef/Zero.
259 def : Pat<(v16i8 (undef)), (v16i8 (IMPLICIT_DEF_VRRC))>;
260 def : Pat<(v8i16 (undef)), (v8i16 (IMPLICIT_DEF_VRRC))>;
261 def : Pat<(v4i32 (undef)), (v4i32 (IMPLICIT_DEF_VRRC))>;
262 def : Pat<(v16i8 vecimm0), (v16i8 (V_SET0))>;
263 def : Pat<(v8i16 vecimm0), (v8i16 (V_SET0))>;
264 def : Pat<(v4i32 vecimm0), (v4i32 (V_SET0))>;
265
266 // Loads.
267 def : Pat<(v16i8 (load xoaddr:$src)), (v16i8 (LVX xoaddr:$src))>;
268 def : Pat<(v8i16 (load xoaddr:$src)), (v8i16 (LVX xoaddr:$src))>;
269 def : Pat<(v4i32 (load xoaddr:$src)), (v4i32 (LVX xoaddr:$src))>;
270
271 // Stores.
272 def : Pat<(store (v16i8 VRRC:$rS), xoaddr:$dst),
273           (STVX (v16i8 VRRC:$rS), xoaddr:$dst)>;
274 def : Pat<(store (v8i16 VRRC:$rS), xoaddr:$dst),
275           (STVX (v8i16 VRRC:$rS), xoaddr:$dst)>;
276 def : Pat<(store (v4i32 VRRC:$rS), xoaddr:$dst),
277           (STVX (v4i32 VRRC:$rS), xoaddr:$dst)>;
278
279 // Bit conversions.
280 def : Pat<(v16i8 (bitconvert (v8i16 VRRC:$src))), (v16i8 VRRC:$src)>;
281 def : Pat<(v16i8 (bitconvert (v4i32 VRRC:$src))), (v16i8 VRRC:$src)>;
282 def : Pat<(v16i8 (bitconvert (v4f32 VRRC:$src))), (v16i8 VRRC:$src)>;
283
284 def : Pat<(v8i16 (bitconvert (v16i8 VRRC:$src))), (v8i16 VRRC:$src)>;
285 def : Pat<(v8i16 (bitconvert (v4i32 VRRC:$src))), (v8i16 VRRC:$src)>;
286 def : Pat<(v8i16 (bitconvert (v4f32 VRRC:$src))), (v8i16 VRRC:$src)>;
287
288 def : Pat<(v4i32 (bitconvert (v16i8 VRRC:$src))), (v4i32 VRRC:$src)>;
289 def : Pat<(v4i32 (bitconvert (v8i16 VRRC:$src))), (v4i32 VRRC:$src)>;
290 def : Pat<(v4i32 (bitconvert (v4f32 VRRC:$src))), (v4i32 VRRC:$src)>;
291
292 def : Pat<(v4f32 (bitconvert (v16i8 VRRC:$src))), (v4f32 VRRC:$src)>;
293 def : Pat<(v4f32 (bitconvert (v8i16 VRRC:$src))), (v4f32 VRRC:$src)>;
294 def : Pat<(v4f32 (bitconvert (v4i32 VRRC:$src))), (v4f32 VRRC:$src)>;
295
296 // Immediate vector formation with vsplti*.
297 def : Pat<(v16i8 vecspltisb:$invec), (v16i8 (VSPLTISB vecspltisb:$invec))>;
298 def : Pat<(v16i8 vecspltish:$invec), (v16i8 (VSPLTISH vecspltish:$invec))>;
299 def : Pat<(v16i8 vecspltisw:$invec), (v16i8 (VSPLTISW vecspltisw:$invec))>;
300
301 def : Pat<(v8i16 vecspltisb:$invec), (v8i16 (VSPLTISB vecspltisb:$invec))>;
302 def : Pat<(v8i16 vecspltish:$invec), (v8i16 (VSPLTISH vecspltish:$invec))>;
303 def : Pat<(v8i16 vecspltisw:$invec), (v8i16 (VSPLTISW vecspltisw:$invec))>;
304
305 def : Pat<(v4i32 vecspltisb:$invec), (v4i32 (VSPLTISB vecspltisb:$invec))>;
306 def : Pat<(v4i32 vecspltish:$invec), (v4i32 (VSPLTISH vecspltish:$invec))>;
307 def : Pat<(v4i32 vecspltisw:$invec), (v4i32 (VSPLTISW vecspltisw:$invec))>;
308
309 // Logical Operations
310 def : Pat<(v16i8 (and VRRC:$A, VRRC:$B)), (v16i8 (VAND VRRC:$A, VRRC:$B))>;
311 def : Pat<(v8i16 (and VRRC:$A, VRRC:$B)), (v8i16 (VAND VRRC:$A, VRRC:$B))>;
312 def : Pat<(v16i8 (or  VRRC:$A, VRRC:$B)), (v16i8 (VOR  VRRC:$A, VRRC:$B))>;
313 def : Pat<(v8i16 (or  VRRC:$A, VRRC:$B)), (v8i16 (VOR  VRRC:$A, VRRC:$B))>;
314 def : Pat<(v16i8 (xor VRRC:$A, VRRC:$B)), (v16i8 (VXOR VRRC:$A, VRRC:$B))>;
315 def : Pat<(v8i16 (xor VRRC:$A, VRRC:$B)), (v8i16 (VXOR VRRC:$A, VRRC:$B))>;
316 def : Pat<(v16i8 (vnot (or VRRC:$A, VRRC:$B))),(v16i8 (VNOR VRRC:$A, VRRC:$B))>;
317 def : Pat<(v8i16 (vnot (or VRRC:$A, VRRC:$B))),(v8i16 (VNOR VRRC:$A, VRRC:$B))>;
318 def : Pat<(v16i8 (vnot (and VRRC:$A, VRRC:$B))),
319           (v16i8 (VANDC VRRC:$A, VRRC:$B))>;
320 def : Pat<(v8i16 (vnot (and VRRC:$A, VRRC:$B))),
321           (v8i16 (VANDC VRRC:$A, VRRC:$B))>;
322
323 def : Pat<(fmul VRRC:$vA, VRRC:$vB),
324           (VMADDFP VRRC:$vA, VRRC:$vB, (V_SET0))>; 
325
326 // Fused multiply add and multiply sub for packed float.  These are represented
327 // separately from the real instructions above, for operations that must have
328 // the additional precision, such as Newton-Rhapson (used by divide, sqrt)
329 def : Pat<(PPCvmaddfp VRRC:$A, VRRC:$B, VRRC:$C),
330           (VMADDFP VRRC:$A, VRRC:$B, VRRC:$C)>;
331 def : Pat<(PPCvnmsubfp VRRC:$A, VRRC:$B, VRRC:$C),
332           (VNMSUBFP VRRC:$A, VRRC:$B, VRRC:$C)>;
333
334 def : Pat<(int_ppc_altivec_vmaddfp VRRC:$A, VRRC:$B, VRRC:$C),
335           (VMADDFP VRRC:$A, VRRC:$B, VRRC:$C)>;
336 def : Pat<(int_ppc_altivec_vnmsubfp VRRC:$A, VRRC:$B, VRRC:$C),
337           (VNMSUBFP VRRC:$A, VRRC:$B, VRRC:$C)>;
338
339 def : Pat<(vector_shuffle (v4i32 VRRC:$vB), (undef), VSPLT_shuffle_mask:$UIMM),
340           (v4i32 (VSPLTW VSPLT_shuffle_mask:$UIMM, VRRC:$vB))>;
341
342 def : Pat<(PPCvperm (v4i32 VRRC:$vA), VRRC:$vB, VRRC:$vC),
343           (v4i32 (VPERM VRRC:$vA, VRRC:$vB, VRRC:$vC))>;
344
345 def : Pat<(v4i32 (PPClve_x xoaddr:$src)),
346           (v4i32 (LVEWX xoaddr:$src))>;
347
348