lib/Target/PowerPC/PPCInstrFormats.td

   1 //===- PowerPCInstrFormats.td - PowerPC Instruction Formats --*- tablegen -*-=//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
   6 // the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 //
  11 //===----------------------------------------------------------------------===//
  12
  13 class Format<bits<5> val> {
  14         bits<5> Value = val;
  15 }
  16
  17 def Pseudo: Format<0>;
  18 def Gpr : Format<1>;
  19 def Gpr0 : Format<2>;
  20 def Simm16 : Format<3>;
  21 def Zimm16 : Format<4>;
  22 def PCRelimm24 : Format<5>;
  23 def Imm24 : Format<6>;
  24 def Imm5 : Format<7>;
  25 def PCRelimm14 : Format<8>;
  26 def Imm14 : Format<9>;
  27 def Imm2 : Format<10>;
  28 def Crf : Format<11>;
  29 def Imm3 : Format<12>;
  30 def Imm1 : Format<13>;
  31 def Fpr : Format<14>;
  32 def Imm4 : Format<15>;
  33 def Imm8 : Format<16>;
  34 def Disimm16 : Format<17>;
  35 def Disimm14 : Format<18>;
  36 def Spr : Format<19>;
  37 def Sgr : Format<20>;
  38 def Imm15 : Format<21>;
  39 def Vpr : Format<22>;
  40
  41 //===----------------------------------------------------------------------===//
  42 //
  43 // PowerPC instruction formats
  44
  45 class I<string name, bits<6> opcode, bit ppc64, bit vmx> : Instruction {
  46   field bits<32> Inst;
  47
  48   bits<3> ArgCount;
  49   bits<5> Arg0Type;
  50   bits<5> Arg1Type;
  51   bits<5> Arg2Type;
  52   bits<5> Arg3Type;
  53   bits<5> Arg4Type;
  54   bit PPC64 = ppc64;
  55   bit VMX = vmx;
  56
  57   let Name = name;
  58   let Namespace = "PPC";
  59   let Inst{0-5} = opcode;
  60 }
  61
  62 // 1.7.1 I-Form
  63 class IForm<string name, bits<6> opcode, bit aa, bit lk, bit ppc64, bit vmx>
  64   : I<name, opcode, ppc64, vmx> {
  65   field bits<24> LI;
  66
  67   let ArgCount = 1;
  68   let Arg0Type = Imm24.Value;
  69   let Arg1Type = 0;
  70   let Arg2Type = 0;
  71   let Arg3Type = 0;
  72   let Arg4Type = 0;
  73
  74   let Inst{6-29}  = LI;
  75   let Inst{30}    = aa;
  76   let Inst{31}    = lk;
  77 }
  78
  79 // 1.7.2 B-Form
  80 class BForm<string name, bits<6> opcode, bit aa, bit lk, bit ppc64, bit vmx>
  81   : I<name, opcode, ppc64, vmx> {
  82   field bits<5>  BO;
  83   field bits<5>  BI;
  84   field bits<14> BD;
  85
  86   let ArgCount = 3;
  87   let Arg0Type = Imm5.Value;
  88   let Arg1Type = Imm5.Value;
  89   let Arg2Type = PCRelimm14.Value;
  90   let Arg3Type = 0;
  91   let Arg4Type = 0;
  92
  93   let Inst{6-10}  = BO;
  94   let Inst{11-15} = BI;
  95   let Inst{16-29} = BD;
  96   let Inst{30}    = aa;
  97   let Inst{31}    = lk;
  98 }
  99
 100 class BForm_ext<string name, bits<6> opcode, bit aa, bit lk, bits<5> bo,
 101                 bits<5> bi, bit ppc64, bit vmx>
 102   : BForm<name, opcode, aa, lk, ppc64, vmx> {
 103   let ArgCount = 2;
 104   let Arg2Type = Imm5.Value;
 105   let Arg1Type = PCRelimm14.Value;
 106   let Arg2Type = 0;
 107   let BO = bo;
 108   let BI = bi;
 109 }
 110
 111 // 1.7.4 D-Form
 112 class DForm_base<string name, bits<6> opcode, bit ppc64, bit vmx>
 113   : I<name, opcode, ppc64, vmx> {
 114   field bits<5>  A;
 115   field bits<5>  B;
 116   field bits<16> C;
 117
 118   let ArgCount = 3;
 119   let Arg0Type = Gpr.Value;
 120   let Arg1Type = Gpr.Value;
 121   let Arg2Type = Simm16.Value;
 122   let Arg3Type = 0;
 123   let Arg4Type = 0;
 124
 125   let Inst{6-10}  = A;
 126   let Inst{11-15} = B;
 127   let Inst{16-31} = C;
 128 }
 129
 130 class DForm_1<string name, bits<6> opcode, bit ppc64, bit vmx>
 131   : DForm_base<name, opcode, ppc64, vmx> {
 132   let Arg1Type = Disimm16.Value;
 133   let Arg2Type = Gpr0.Value;
 134 }
 135
 136 class DForm_2<string name, bits<6> opcode, bit ppc64, bit vmx>
 137   : DForm_base<name, opcode, ppc64, vmx>;
 138
 139 class DForm_2_r0<string name, bits<6> opcode, bit ppc64, bit vmx>
 140   : DForm_base<name, opcode, ppc64, vmx> {
 141   let Arg1Type = Gpr0.Value;
 142 }
 143
 144 // Currently we make the use/def reg distinction in ISel, not tablegen
 145 class DForm_3<string name, bits<6> opcode, bit ppc64, bit vmx>
 146   : DForm_1<name, opcode, ppc64, vmx>;
 147
 148 class DForm_4<string name, bits<6> opcode, bit ppc64, bit vmx>
 149   : DForm_base<name, opcode, ppc64, vmx> {
 150   let Arg2Type = Zimm16.Value;
 151 }
 152
 153 class DForm_4_zero<string name, bits<6> opcode, bit ppc64, bit vmx>
 154   : DForm_1<name, opcode, ppc64, vmx> {
 155   let ArgCount = 0;
 156   let Arg0Type = 0;
 157   let Arg1Type = 0;
 158   let Arg2Type = 0;
 159   let A = 0;
 160   let B = 0;
 161   let C = 0;
 162 }
 163
 164 class DForm_5<string name, bits<6> opcode, bit ppc64, bit vmx>
 165   : I<name, opcode, ppc64, vmx> {
 166   field bits<3>  BF;
 167   field bits<1>  L;
 168   field bits<5>  RA;
 169   field bits<16> I;
 170
 171   let ArgCount = 4;
 172   let Arg0Type = Imm3.Value;
 173   let Arg1Type = Imm1.Value;
 174   let Arg2Type = Gpr.Value;
 175   let Arg3Type = Simm16.Value;
 176   let Arg4Type = 0;
 177
 178   let Inst{6-8}   = BF;
 179   let Inst{9}     = 0;
 180   let Inst{10}    = L;
 181   let Inst{11-15} = RA;
 182   let Inst{16-31} = I;
 183 }
 184
 185 class DForm_5_ext<string name, bits<6> opcode, bit ppc64, bit vmx>
 186   : DForm_5<name, opcode, ppc64, vmx> {
 187   let L = 0;
 188   let ArgCount = 3;
 189   let Arg0Type = Imm3.Value;
 190   let Arg1Type = Gpr.Value;
 191   let Arg2Type = Simm16.Value;
 192   let Arg3Type = 0;
 193 }
 194
 195 class DForm_6<string name, bits<6> opcode, bit ppc64, bit vmx>
 196   : DForm_5<name, opcode, ppc64, vmx> {
 197   let Arg3Type = Zimm16.Value;
 198 }
 199
 200 class DForm_6_ext<string name, bits<6> opcode, bit ppc64, bit vmx>
 201   : DForm_6<name, opcode, ppc64, vmx> {
 202   let L = 0;
 203   let ArgCount = 3;
 204   let Arg0Type = Imm3.Value;
 205   let Arg1Type = Gpr.Value;
 206   let Arg2Type = Simm16.Value;
 207   let Arg3Type = 0;
 208 }
 209
 210 class DForm_7<string name, bits<6> opcode, bit ppc64, bit vmx>
 211   : DForm_base<name, opcode, ppc64, vmx> {
 212   let Arg1Type = Imm5.Value;
 213 }
 214
 215 class DForm_8<string name, bits<6> opcode, bit ppc64, bit vmx>
 216   : DForm_1<name, opcode, ppc64, vmx> {
 217   let Arg0Type = Fpr.Value;
 218 }
 219
 220 class DForm_9<string name, bits<6> opcode, bit ppc64, bit vmx>
 221   : DForm_1<name, opcode, ppc64, vmx> {
 222   let Arg0Type = Fpr.Value;
 223 }
 224
 225 // 1.7.6 X-Form
 226 class XForm_base_r3xo<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit rc,
 227                       bit ppc64, bit vmx> : I<name, opcode, ppc64, vmx> {
 228   let ArgCount = 3;
 229   field bits<5>  ST;
 230   field bits<5>  A;
 231   field bits<5>  B;
 232
 233   let ArgCount = 3;
 234   let Arg0Type = Gpr.Value;
 235   let Arg1Type = Gpr.Value;
 236   let Arg2Type = Gpr.Value;
 237   let Arg3Type = 0;
 238   let Arg4Type = 0;
 239
 240   let Inst{6-10}  = ST;
 241   let Inst{11-15} = A;
 242   let Inst{16-20} = B;
 243   let Inst{21-30} = xo;
 244   let Inst{31}    = rc;
 245 }
 246
 247 class XForm_1<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit ppc64,
 248               bit vmx> : XForm_base_r3xo<name, opcode, xo, 0, ppc64, vmx>;
 249
 250 class XForm_5<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit ppc64,
 251               bit vmx> : XForm_base_r3xo<name, opcode, xo, 0, ppc64, vmx> {
 252   let ArgCount = 1;
 253   let Arg1Type = 0;
 254   let Arg2Type = 0;
 255   let A = 0;
 256   let B = 0;
 257 }
 258
 259 class XForm_6<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit rc, bit ppc64,
 260               bit vmx> : XForm_base_r3xo<name, opcode, xo, rc, ppc64, vmx>;
 261
 262 class XForm_7<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit ppc64, bit vmx>
 263   : XForm_base_r3xo<name, opcode, xo, 1, ppc64, vmx>;
 264
 265 class XForm_8<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit ppc64, bit vmx>
 266   : XForm_base_r3xo<name, opcode, xo, 0, ppc64, vmx>;
 267
 268 class XForm_10<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit rc, bit ppc64,
 269                bit vmx> : XForm_base_r3xo<name, opcode, xo, rc, ppc64, vmx> {
 270   let Arg2Type = Imm5.Value;
 271 }
 272
 273 class XForm_11<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit rc, bit ppc64,
 274                bit vmx> : XForm_base_r3xo<name, opcode, xo, rc, ppc64, vmx> {
 275   let ArgCount = 2;
 276   let Arg2Type = 0;
 277   let B = 0;
 278 }
 279
 280 class XForm_16<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit ppc64, bit vmx>
 281   : I<name, opcode, ppc64, vmx> {
 282   field bits<3>  BF;
 283   field bits<1>  L;
 284   field bits<5>  RA;
 285   field bits<5>  RB;
 286
 287   let ArgCount = 4;
 288   let Arg0Type = Imm3.Value;
 289   let Arg1Type = Imm1.Value;
 290   let Arg2Type = Gpr.Value;
 291   let Arg3Type = Gpr.Value;
 292   let Arg4Type = 0;
 293
 294   let Inst{6-8}   = BF;
 295   let Inst{9}     = 0;
 296   let Inst{10}    = L;
 297   let Inst{11-15} = RA;
 298   let Inst{16-20} = RB;
 299   let Inst{21-30} = xo;
 300   let Inst{31}    = 0;
 301 }
 302
 303 class XForm_16_ext<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit ppc64, bit vmx>
 304   : XForm_16<name, opcode, xo, ppc64, vmx> {
 305   let L = 0;
 306 }
 307
 308 class XForm_17<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit ppc64, bit vmx>
 309   : I<name, opcode, ppc64, vmx> {
 310   field bits<3> BF;
 311   field bits<5> FRA;
 312   field bits<5> FRB;
 313
 314   let ArgCount = 3;
 315   let Arg0Type = Imm3.Value;
 316   let Arg1Type = Fpr.Value;
 317   let Arg2Type = Fpr.Value;
 318   let Arg3Type = 0;
 319   let Arg4Type = 0;
 320
 321   let Inst{6-8}   = BF;
 322   let Inst{9-10}  = 0;
 323   let Inst{11-15} = FRA;
 324   let Inst{16-20} = FRB;
 325   let Inst{21-30} = xo;
 326   let Inst{31}    = 0;
 327 }
 328
 329 class XForm_25<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit ppc64,
 330                bit vmx> : XForm_base_r3xo<name, opcode, xo, 0, ppc64, vmx> {
 331   let Arg0Type = Fpr.Value;
 332   let Arg1Type = Gpr0.Value;
 333 }
 334
 335 class XForm_26<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit rc, bit ppc64,
 336                bit vmx> : XForm_base_r3xo<name, opcode, xo, rc, ppc64, vmx> {
 337   let ArgCount = 2;
 338   let Arg0Type = Fpr.Value;
 339   let Arg1Type = Fpr.Value;
 340   let Arg2Type = 0;
 341   let A = 0;
 342 }
 343
 344 class XForm_28<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit ppc64,
 345                bit vmx> : XForm_base_r3xo<name, opcode, xo, 0, ppc64, vmx> {
 346   let Arg0Type = Fpr.Value;
 347   let Arg1Type = Gpr0.Value;
 348 }
 349
 350 // 1.7.7 XL-Form
 351 class XLForm_1<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit ppc64, bit vmx>
 352   : XForm_base_r3xo<name, opcode, xo, 0, ppc64, vmx> {
 353   let Arg0Type = Imm5.Value;
 354   let Arg1Type = Imm5.Value;
 355   let Arg2Type = Imm5.Value;
 356 }
 357
 358 class XLForm_2<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit lk, bit ppc64,
 359                bit vmx> : I<name, opcode, ppc64, vmx> {
 360   field bits<5>  BO;
 361   field bits<5>  BI;
 362   field bits<2>  BH;
 363
 364   let ArgCount = 3;
 365   let Arg0Type = Imm5.Value;
 366   let Arg1Type = Imm5.Value;
 367   let Arg2Type = Imm2.Value;
 368   let Arg3Type = 0;
 369   let Arg4Type = 0;
 370
 371   let Inst{6-10}  = BO;
 372   let Inst{11-15} = BI;
 373   let Inst{16-18} = 0;
 374   let Inst{19-20} = BH;
 375   let Inst{21-30} = xo;
 376   let Inst{31}    = lk;
 377 }
 378
 379 class XLForm_2_ext<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bits<5> bo,
 380                    bits<5> bi, bit lk, bit ppc64, bit vmx>
 381   : XLForm_2<name, opcode, xo, lk, ppc64, vmx> {
 382   let ArgCount = 0;
 383   let Arg0Type = 0;
 384   let Arg1Type = 0;
 385   let Arg2Type = 0;
 386   let BO = bo;
 387   let BI = bi;
 388   let BH = 0;
 389 }
 390
 391 // 1.7.8 XFX-Form
 392 class XFXForm_1<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit ppc64, bit vmx>
 393   : I<name, opcode, ppc64, vmx> {
 394   field bits<5>  ST;
 395   field bits<10> SPR;
 396
 397   let ArgCount = 2;
 398   let Arg0Type = Imm5.Value;
 399   let Arg1Type = Gpr.Value;
 400   let Arg2Type = 0;
 401   let Arg3Type = 0;
 402   let Arg4Type = 0;
 403
 404   let Inst{6-10}  = ST;
 405   let Inst{11-20} = SPR;
 406   let Inst{21-30} = xo;
 407   let Inst{31}    = 0;
 408 }
 409
 410 class XFXForm_1_ext<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bits<10> spr,
 411                     bit ppc64, bit vmx> : XFXForm_1<name,opcode,xo,ppc64,vmx> {
 412   let ArgCount = 1;
 413   let Arg0Type = Gpr.Value;
 414   let Arg1Type = 0;
 415   let SPR = spr;
 416 }
 417
 418 class XFXForm_7<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit ppc64, bit vmx>
 419   : XFXForm_1<name, opcode, xo, ppc64, vmx>;
 420
 421 class XFXForm_7_ext<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bits<10> spr,
 422                     bit ppc64, bit vmx> : XFXForm_7<name,opcode,xo,ppc64,vmx> {
 423   let ArgCount = 1;
 424   let Arg0Type = Gpr.Value;
 425   let Arg1Type = 0;
 426   let SPR = spr;
 427 }
 428
 429 // 1.7.11 XO-Form
 430 class XOForm_1<string name, bits<6> opcode, bits<9> xo, bit oe, bit rc,
 431                bit ppc64, bit vmx> : I<name, opcode, ppc64, vmx> {
 432   field bits<5>  RT;
 433   field bits<5>  RA;
 434   field bits<5>  RB;
 435
 436   let ArgCount = 3;
 437   let Arg0Type = Gpr.Value;
 438   let Arg1Type = Gpr.Value;
 439   let Arg2Type = Gpr.Value;
 440   let Arg3Type = 0;
 441   let Arg4Type = 0;
 442
 443   let Inst{6-10}  = RT;
 444   let Inst{11-15} = RA;
 445   let Inst{16-20} = RB;
 446   let Inst{21}    = oe;
 447   let Inst{22-30} = xo;
 448   let Inst{31}    = rc;
 449 }
 450
 451 // This is a reversal of the two operands, used notably by extended ops SUB*:
 452 // sub  x, y, z == subf  x, z, y
 453 // subc x, y, z == subfc x, z, y
 454 class XOForm_1_rev<string name, bits<6> opcode, bits<9> xo, bit oe, bit rc,
 455                    bit ppc64, bit vmx>
 456   : XOForm_1<name, opcode, xo, oe, rc, ppc64, vmx> {
 457   let Inst{11-15} = RB;
 458   let Inst{16-20} = RA;
 459 }
 460
 461 class XOForm_2<string name, bits<6> opcode, bits<9> xo, bit rc, bit ppc64,
 462                bit vmx> : XOForm_1<name, opcode, xo, 0, rc, ppc64, vmx>;
 463
 464 class XOForm_3<string name, bits<6> opcode, bits<9> xo, bit oe, bit rc,
 465                bit ppc64, bit vmx> : XOForm_1<name,opcode,xo,oe,rc,ppc64,vmx> {
 466   let RB = 0;
 467 }
 468
 469 // 1.7.12 A-Form
 470 class AForm_1<string name, bits<6> opcode, bits<5> xo, bit rc, bit ppc64,
 471               bit vmx> : I<name, opcode, ppc64, vmx> {
 472   let ArgCount = 4;
 473   field bits<5>  FRT;
 474   field bits<5>  FRA;
 475   field bits<5>  FRB;
 476   field bits<5>  FRC;
 477
 478   let Arg0Type = Fpr.Value;
 479   let Arg1Type = Fpr.Value;
 480   let Arg2Type = Fpr.Value;
 481   let Arg3Type = Fpr.Value;
 482   let Arg4Type = 0;
 483
 484   let Inst{6-10}  = FRT;
 485   let Inst{11-15} = FRA;
 486   let Inst{16-20} = FRB;
 487   let Inst{21-25} = FRC;
 488   let Inst{26-30} = xo;
 489   let Inst{31}    = rc;
 490 }
 491
 492 class AForm_2<string name, bits<6> opcode, bits<5> xo, bit rc, bit ppc64,
 493               bit vmx> : AForm_1<name, opcode, xo, rc, ppc64, vmx> {
 494   let ArgCount = 3;
 495   let Arg3Type = 0;
 496   let FRC = 0;
 497 }
 498
 499 class AForm_3<string name, bits<6> opcode, bits<5> xo, bit rc, bit ppc64,
 500               bit vmx> : AForm_1<name, opcode, xo, rc, ppc64, vmx> {
 501   let ArgCount = 3;
 502   let Arg3Type = 0;
 503   let FRB = 0;
 504 }
 505
 506 class AForm_4<string name, bits<6> opcode, bits<5> xo, bit rc, bit ppc64,
 507               bit vmx> : AForm_1<name, opcode, xo, rc, ppc64, vmx> {
 508   let ArgCount = 2;
 509   let Arg2Type = 0;
 510   let Arg3Type = 0;
 511   let FRA = 0;
 512   let FRC = 0;
 513 }
 514
 515 // 1.7.13 M-Form
 516 class MForm_1<string name, bits<6> opcode, bit rc, bit ppc64, bit vmx>
 517   : I<name, opcode, ppc64, vmx> {
 518   let ArgCount = 5;
 519   field bits<5>  RS;
 520   field bits<5>  RA;
 521   field bits<5>  RB;
 522   field bits<5>  MB;
 523   field bits<5>  ME;
 524
 525   let Arg0Type = Gpr.Value;
 526   let Arg1Type = Gpr.Value;
 527   let Arg2Type = Gpr.Value;
 528   let Arg3Type = Imm5.Value;
 529   let Arg4Type = Imm5.Value;
 530
 531   let Inst{6-10}  = RS;
 532   let Inst{11-15} = RA;
 533   let Inst{16-20} = RB;
 534   let Inst{21-25} = MB;
 535   let Inst{26-30} = ME;
 536   let Inst{31}    = rc;
 537 }
 538
 539 class MForm_2<string name, bits<6> opcode, bit rc, bit ppc64, bit vmx>
 540   : MForm_1<name, opcode, rc, ppc64, vmx> {
 541   let Arg2Type = Imm5.Value;
 542 }
 543
 544 //===----------------------------------------------------------------------===//
 545
 546 class Pseudo<string name> : I<name, 0, 0, 0> {
 547         let Name = name;
 548         let ArgCount = 0;
 549         let PPC64 = 0;
 550         let VMX = 0;
 551
 552         let Arg0Type = Pseudo.Value;
 553         let Arg1Type = Pseudo.Value;
 554         let Arg2Type = Pseudo.Value;
 555         let Arg3Type = Pseudo.Value;
 556         let Arg4Type = 0;
 557
 558         let Inst{31-0} = 0;
 559 }