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 PPC32I<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 = "PPC32";
  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   : PPC32I<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   : PPC32I<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   : PPC32I<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   let B = 0;
 143 }
 144
 145 // Currently we make the use/def reg distinction in ISel, not tablegen
 146 class DForm_3<string name, bits<6> opcode, bit ppc64, bit vmx>
 147   : DForm_1<name, opcode, ppc64, vmx>;
 148
 149 class DForm_4<string name, bits<6> opcode, bit ppc64, bit vmx>
 150   : DForm_1<name, opcode, ppc64, vmx>;
 151
 152 class DForm_4_zero<string name, bits<6> opcode, bit ppc64, bit vmx>
 153   : DForm_1<name, opcode, ppc64, vmx> {
 154   let ArgCount = 0;
 155   let Arg0Type = 0;
 156   let Arg1Type = 0;
 157   let Arg2Type = 0;
 158   let A = 0;
 159   let B = 0;
 160   let C = 0;
 161 }
 162
 163 class DForm_5<string name, bits<6> opcode, bit ppc64, bit vmx>
 164   : PPC32I<name, opcode, ppc64, vmx> {
 165   field bits<3>  BF;
 166   field bits<1>  L;
 167   field bits<5>  RA;
 168   field bits<16> I;
 169
 170   let ArgCount = 4;
 171   let Arg0Type = Imm3.Value;
 172   let Arg1Type = Imm1.Value;
 173   let Arg2Type = Gpr.Value;
 174   let Arg3Type = Simm16.Value;
 175   let Arg4Type = 0;
 176
 177   let Inst{6-8}   = BF;
 178   let Inst{9}     = 0;
 179   let Inst{10}    = L;
 180   let Inst{11-15} = RA;
 181   let Inst{16-31} = I;
 182 }
 183
 184 class DForm_5_ext<string name, bits<6> opcode, bit ppc64, bit vmx>
 185   : DForm_5<name, opcode, ppc64, vmx> {
 186   let L = 0;
 187 }
 188
 189 class DForm_6<string name, bits<6> opcode, bit ppc64, bit vmx>
 190   : DForm_5<name, opcode, ppc64, vmx> {
 191   let Arg3Type = Zimm16.Value;
 192 }
 193
 194 class DForm_6_ext<string name, bits<6> opcode, bit ppc64, bit vmx>
 195   : DForm_6<name, opcode, ppc64, vmx> {
 196   let L = 0;
 197 }
 198
 199 class DForm_7<string name, bits<6> opcode, bit ppc64, bit vmx>
 200   : DForm_base<name, opcode, ppc64, vmx> {
 201   let Arg1Type = Imm5.Value;
 202 }
 203
 204 class DForm_8<string name, bits<6> opcode, bit ppc64, bit vmx>
 205   : DForm_1<name, opcode, ppc64, vmx> {
 206   let Arg0Type = Fpr.Value;
 207 }
 208
 209 class DForm_9<string name, bits<6> opcode, bit ppc64, bit vmx>
 210   : DForm_1<name, opcode, ppc64, vmx> {
 211   let Arg0Type = Fpr.Value;
 212 }
 213
 214 // 1.7.6 X-Form
 215 class XForm_base_r3xo<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit rc,
 216                       bit ppc64, bit vmx> : PPC32I<name, opcode, ppc64, vmx> {
 217   let ArgCount = 3;
 218   field bits<5>  ST;
 219   field bits<5>  A;
 220   field bits<5>  B;
 221
 222   let ArgCount = 3;
 223   let Arg0Type = Gpr.Value;
 224   let Arg1Type = Gpr.Value;
 225   let Arg2Type = Gpr.Value;
 226   let Arg3Type = 0;
 227   let Arg4Type = 0;
 228
 229   let Inst{6-10}  = ST;
 230   let Inst{11-15} = A;
 231   let Inst{16-20} = B;
 232   let Inst{21-30} = xo;
 233   let Inst{31}    = rc;
 234 }
 235
 236 class XForm_1<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit ppc64,
 237               bit vmx> : XForm_base_r3xo<name, opcode, xo, 0, ppc64, vmx>;
 238
 239 class XForm_5<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit ppc64,
 240               bit vmx> : XForm_base_r3xo<name, opcode, xo, 0, ppc64, vmx> {
 241   let ArgCount = 1;
 242   let Arg1Type = 0;
 243   let Arg2Type = 0;
 244   let A = 0;
 245   let B = 0;
 246 }
 247
 248 class XForm_6<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit rc, bit ppc64,
 249               bit vmx> : XForm_base_r3xo<name, opcode, xo, rc, ppc64, vmx>;
 250
 251 class XForm_7<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit ppc64, bit vmx>
 252   : XForm_base_r3xo<name, opcode, xo, 1, ppc64, vmx>;
 253
 254 class XForm_8<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit ppc64, bit vmx>
 255   : XForm_base_r3xo<name, opcode, xo, 0, ppc64, vmx>;
 256
 257 class XForm_10<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit rc, bit ppc64,
 258                bit vmx> : XForm_base_r3xo<name, opcode, xo, rc, ppc64, vmx> {
 259   let Arg2Type = Imm5.Value;
 260 }
 261
 262 class XForm_11<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit rc, bit ppc64,
 263                bit vmx> : XForm_base_r3xo<name, opcode, xo, rc, ppc64, vmx> {
 264   let ArgCount = 2;
 265   let Arg2Type = 0;
 266   let B = 0;
 267 }
 268
 269 class XForm_16<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit ppc64, bit vmx>
 270   : PPC32I<name, opcode, ppc64, vmx> {
 271   field bits<3>  BF;
 272   field bits<1>  L;
 273   field bits<5>  RA;
 274   field bits<5>  RB;
 275
 276   let ArgCount = 4;
 277   let Arg0Type = Imm3.Value;
 278   let Arg1Type = Imm1.Value;
 279   let Arg2Type = Gpr.Value;
 280   let Arg3Type = Gpr.Value;
 281   let Arg4Type = 0;
 282
 283   let Inst{6-8}   = BF;
 284   let Inst{9}     = 0;
 285   let Inst{10}    = L;
 286   let Inst{11-15} = RA;
 287   let Inst{16-20} = RB;
 288   let Inst{21-30} = xo;
 289   let Inst{31}    = 0;
 290 }
 291
 292 class XForm_16_ext<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit ppc64, bit vmx>
 293   : XForm_16<name, opcode, xo, ppc64, vmx> {
 294   let L = 0;
 295 }
 296
 297 class XForm_17<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit ppc64, bit vmx>
 298   : PPC32I<name, opcode, ppc64, vmx> {
 299   field bits<3> BF;
 300   field bits<5> FRA;
 301   field bits<5> FRB;
 302
 303   let ArgCount = 3;
 304   let Arg0Type = Imm3.Value;
 305   let Arg1Type = Fpr.Value;
 306   let Arg2Type = Fpr.Value;
 307   let Arg3Type = 0;
 308   let Arg4Type = 0;
 309
 310   let Inst{6-8}   = BF;
 311   let Inst{9-10}  = 0;
 312   let Inst{11-15} = FRA;
 313   let Inst{16-20} = FRB;
 314   let Inst{21-30} = xo;
 315   let Inst{31}    = 0;
 316 }
 317
 318 class XForm_25<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit ppc64,
 319                bit vmx> : XForm_base_r3xo<name, opcode, xo, 0, ppc64, vmx> {
 320   let Arg0Type = Fpr.Value;
 321   let Arg1Type = Gpr0.Value;
 322 }
 323
 324 class XForm_26<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit rc, bit ppc64,
 325                bit vmx> : XForm_base_r3xo<name, opcode, xo, rc, ppc64, vmx> {
 326   let ArgCount = 2;
 327   let Arg0Type = Fpr.Value;
 328   let Arg1Type = Fpr.Value;
 329   let Arg2Type = 0;
 330   let A = 0;
 331 }
 332
 333 class XForm_28<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit ppc64,
 334                bit vmx> : XForm_base_r3xo<name, opcode, xo, 0, ppc64, vmx> {
 335   let Arg0Type = Fpr.Value;
 336   let Arg1Type = Gpr0.Value;
 337 }
 338
 339 // 1.7.7 XL-Form
 340 class XLForm_1<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit ppc64, bit vmx>
 341   : XForm_base_r3xo<name, opcode, xo, 0, ppc64, vmx> {
 342   let Arg0Type = Imm5.Value;
 343   let Arg1Type = Imm5.Value;
 344   let Arg2Type = Imm5.Value;
 345 }
 346
 347 class XLForm_2<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit lk, bit ppc64,
 348                bit vmx> : PPC32I<name, opcode, ppc64, vmx> {
 349   field bits<5>  BO;
 350   field bits<5>  BI;
 351   field bits<2>  BH;
 352
 353   let ArgCount = 3;
 354   let Arg0Type = Imm5.Value;
 355   let Arg1Type = Imm5.Value;
 356   let Arg2Type = Imm2.Value;
 357   let Arg3Type = 0;
 358   let Arg4Type = 0;
 359
 360   let Inst{6-10}  = BO;
 361   let Inst{11-15} = BI;
 362   let Inst{16-18} = 0;
 363   let Inst{19-20} = BH;
 364   let Inst{21-30} = xo;
 365   let Inst{31}    = lk;
 366 }
 367
 368 class XLForm_2_ext<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bits<5> bo,
 369                    bits<5> bi, bit lk, bit ppc64, bit vmx>
 370   : XLForm_2<name, opcode, xo, lk, ppc64, vmx> {
 371   let ArgCount = 0;
 372   let Arg0Type = 0;
 373   let Arg1Type = 0;
 374   let Arg2Type = 0;
 375   let BO = bo;
 376   let BI = bi;
 377   let BH = 0;
 378 }
 379
 380 // 1.7.8 XFX-Form
 381 class XFXForm_1<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit ppc64, bit vmx>
 382   : PPC32I<name, opcode, ppc64, vmx> {
 383   field bits<5>  ST;
 384   field bits<10> SPR;
 385
 386   let ArgCount = 2;
 387   let Arg0Type = Imm5.Value;
 388   let Arg1Type = Gpr.Value;
 389   let Arg2Type = 0;
 390   let Arg3Type = 0;
 391   let Arg4Type = 0;
 392
 393   let Inst{6-10}  = ST;
 394   let Inst{11-20} = SPR;
 395   let Inst{21-30} = xo;
 396   let Inst{31}    = 0;
 397 }
 398
 399 class XFXForm_1_ext<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bits<10> spr,
 400                     bit ppc64, bit vmx> : XFXForm_1<name,opcode,xo,ppc64,vmx> {
 401   let ArgCount = 1;
 402   let Arg0Type = Gpr.Value;
 403   let Arg1Type = 0;
 404   let SPR = spr;
 405 }
 406
 407 class XFXForm_7<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit ppc64, bit vmx>
 408   : XFXForm_1<name, opcode, xo, ppc64, vmx>;
 409
 410 class XFXForm_7_ext<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bits<10> spr,
 411                     bit ppc64, bit vmx> : XFXForm_7<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 // 1.7.11 XO-Form
 419 class XOForm_1<string name, bits<6> opcode, bits<9> xo, bit oe, bit rc,
 420                bit ppc64, bit vmx> : PPC32I<name, opcode, ppc64, vmx> {
 421   field bits<5>  RT;
 422   field bits<5>  RA;
 423   field bits<5>  RB;
 424
 425   let ArgCount = 3;
 426   let Arg0Type = Gpr.Value;
 427   let Arg1Type = Gpr.Value;
 428   let Arg2Type = Gpr.Value;
 429   let Arg3Type = 0;
 430   let Arg4Type = 0;
 431
 432   let Inst{6-10}  = RT;
 433   let Inst{11-15} = RA;
 434   let Inst{16-20} = RB;
 435   let Inst{21}    = oe;
 436   let Inst{22-30} = xo;
 437   let Inst{31}    = rc;
 438 }
 439
 440 // This is a reversal of the two operands, used notably by extended ops SUB*:
 441 // sub  x, y, z == subf  x, z, y
 442 // subc x, y, z == subfc x, z, y
 443 class XOForm_1_rev<string name, bits<6> opcode, bits<9> xo, bit oe, bit rc,
 444                    bit ppc64, bit vmx>
 445   : XOForm_1<name, opcode, xo, oe, rc, ppc64, vmx> {
 446   let Inst{11-15} = RB;
 447   let Inst{16-20} = RA;
 448 }
 449
 450 class XOForm_2<string name, bits<6> opcode, bits<9> xo, bit rc, bit ppc64,
 451                bit vmx> : XOForm_1<name, opcode, xo, 0, rc, ppc64, vmx>;
 452
 453 class XOForm_3<string name, bits<6> opcode, bits<9> xo, bit oe, bit rc,
 454                bit ppc64, bit vmx> : XOForm_1<name,opcode,xo,oe,rc,ppc64,vmx> {
 455   let RB = 0;
 456 }
 457
 458 // 1.7.12 A-Form
 459 class AForm_1<string name, bits<6> opcode, bits<5> xo, bit rc, bit ppc64,
 460               bit vmx> : PPC32I<name, opcode, ppc64, vmx> {
 461   let ArgCount = 4;
 462   field bits<5>  FRT;
 463   field bits<5>  FRA;
 464   field bits<5>  FRB;
 465   field bits<5>  FRC;
 466
 467   let Arg0Type = Fpr.Value;
 468   let Arg1Type = Fpr.Value;
 469   let Arg2Type = Fpr.Value;
 470   let Arg3Type = Fpr.Value;
 471   let Arg4Type = 0;
 472
 473   let Inst{6-10}  = FRT;
 474   let Inst{11-15} = FRA;
 475   let Inst{16-20} = FRB;
 476   let Inst{21-25} = FRC;
 477   let Inst{26-30} = xo;
 478   let Inst{31}    = rc;
 479 }
 480
 481 class AForm_2<string name, bits<6> opcode, bits<5> xo, bit rc, bit ppc64,
 482               bit vmx> : AForm_1<name, opcode, xo, rc, ppc64, vmx> {
 483   let ArgCount = 3;
 484   let Arg3Type = 0;
 485   let FRC = 0;
 486 }
 487
 488 class AForm_3<string name, bits<6> opcode, bits<5> xo, bit rc, bit ppc64,
 489               bit vmx> : AForm_1<name, opcode, xo, rc, ppc64, vmx> {
 490   let ArgCount = 3;
 491   let Arg3Type = 0;
 492   let FRB = 0;
 493 }
 494
 495 class AForm_4<string name, bits<6> opcode, bits<5> xo, bit rc, bit ppc64,
 496               bit vmx> : AForm_1<name, opcode, xo, rc, ppc64, vmx> {
 497   let ArgCount = 2;
 498   let Arg2Type = 0;
 499   let Arg3Type = 0;
 500   let FRA = 0;
 501   let FRC = 0;
 502 }
 503
 504 // 1.7.13 M-Form
 505 class MForm_1<string name, bits<6> opcode, bit rc, bit ppc64, bit vmx>
 506   : PPC32I<name, opcode, ppc64, vmx> {
 507   let ArgCount = 5;
 508   field bits<5>  RS;
 509   field bits<5>  RA;
 510   field bits<5>  RB;
 511   field bits<5>  MB;
 512   field bits<5>  ME;
 513
 514   let Arg0Type = Gpr.Value;
 515   let Arg1Type = Gpr.Value;
 516   let Arg2Type = Gpr.Value;
 517   let Arg3Type = Imm5.Value;
 518   let Arg4Type = Imm5.Value;
 519
 520   let Inst{6-10}  = RS;
 521   let Inst{11-15} = RA;
 522   let Inst{16-20} = RB;
 523   let Inst{21-25} = MB;
 524   let Inst{26-30} = ME;
 525   let Inst{31}    = rc;
 526 }
 527
 528 class MForm_2<string name, bits<6> opcode, bit rc, bit ppc64, bit vmx>
 529   : MForm_1<name, opcode, rc, ppc64, vmx> {
 530   let Arg2Type = Imm5.Value;
 531 }
 532
 533 //===----------------------------------------------------------------------===//
 534
 535 class Pseudo<string name> : PPC32I<name, 0, 0, 0> {
 536         let Name = name;
 537         let ArgCount = 0;
 538         let PPC64 = 0;
 539         let VMX = 0;
 540
 541         let Arg0Type = Pseudo.Value;
 542         let Arg1Type = Pseudo.Value;
 543         let Arg2Type = Pseudo.Value;
 544         let Arg3Type = Pseudo.Value;
 545         let Arg4Type = 0;
 546
 547         let Inst {31-0} = 0;
 548 }