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 ClassPrefix = "PowerPC";
  60   let Inst{0-5} = opcode;
  61 }
  62
  63 // 1.7.1 I-Form
  64 class IForm<string name, bits<6> opcode, bit aa, bit lk, bit ppc64, bit vmx>
  65   : PPC32I<name, opcode, ppc64, vmx> {
  66   field bits<24> LI;
  67
  68   let ArgCount = 1;
  69   let Arg0Type = Imm24.Value;
  70   let Arg1Type = 0;
  71   let Arg2Type = 0;
  72   let Arg3Type = 0;
  73   let Arg4Type = 0;
  74
  75   let Inst{6-29}  = LI;
  76   let Inst{30}    = aa;
  77   let Inst{31}    = lk;
  78 }
  79
  80 // 1.7.2 B-Form
  81 class BForm<string name, bits<6> opcode, bit aa, bit lk, bit ppc64, bit vmx>
  82   : PPC32I<name, opcode, ppc64, vmx> {
  83   field bits<5>  BO;
  84   field bits<5>  BI;
  85   field bits<14> BD;
  86
  87   let ArgCount = 3;
  88   let Arg0Type = Imm5.Value;
  89   let Arg1Type = Imm5.Value;
  90   let Arg2Type = PCRelimm14.Value;
  91   let Arg3Type = 0;
  92   let Arg4Type = 0;
  93
  94   let Inst{6-10}  = BO;
  95   let Inst{11-15} = BI;
  96   let Inst{16-29} = BD;
  97   let Inst{30}    = aa;
  98   let Inst{31}    = lk;
  99 }
 100
 101 class BForm_ext<string name, bits<6> opcode, bit aa, bit lk, bits<5> bo,
 102                 bits<5> bi, bit ppc64, bit vmx>
 103   : BForm<name, opcode, aa, lk, ppc64, vmx> {
 104   let ArgCount = 2;
 105   let Arg2Type = Imm5.Value;
 106   let Arg1Type = PCRelimm14.Value;
 107   let Arg2Type = 0;
 108   let BO = bo;
 109   let BI = bi;
 110 }
 111
 112 // 1.7.4 D-Form
 113 class DForm_base<string name, bits<6> opcode, bit ppc64, bit vmx>
 114   : PPC32I<name, opcode, ppc64, vmx> {
 115   field bits<5>  A;
 116   field bits<5>  B;
 117   field bits<16> C;
 118
 119   let ArgCount = 3;
 120   let Arg0Type = Gpr.Value;
 121   let Arg1Type = Gpr.Value;
 122   let Arg2Type = Simm16.Value;
 123   let Arg3Type = 0;
 124   let Arg4Type = 0;
 125
 126   let Inst{6-10}  = A;
 127   let Inst{11-15} = B;
 128   let Inst{16-31} = C;
 129 }
 130
 131 class DForm_1<string name, bits<6> opcode, bit ppc64, bit vmx>
 132   : DForm_base<name, opcode, ppc64, vmx> {
 133   let Arg1Type = Disimm16.Value;
 134   let Arg2Type = Gpr0.Value;
 135 }
 136
 137 class DForm_2<string name, bits<6> opcode, bit ppc64, bit vmx>
 138   : DForm_base<name, opcode, ppc64, vmx>;
 139
 140 class DForm_2_r0<string name, bits<6> opcode, bit ppc64, bit vmx>
 141   : DForm_base<name, opcode, ppc64, vmx> {
 142   let Arg1Type = Gpr0.Value;
 143   let B = 0;
 144 }
 145
 146 // Currently we make the use/def reg distinction in ISel, not tablegen
 147 class DForm_3<string name, bits<6> opcode, bit ppc64, bit vmx>
 148   : DForm_1<name, opcode, ppc64, vmx>;
 149
 150 class DForm_4<string name, bits<6> opcode, bit ppc64, bit vmx>
 151   : DForm_1<name, opcode, ppc64, vmx>;
 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   : PPC32I<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 }
 189
 190 class DForm_6<string name, bits<6> opcode, bit ppc64, bit vmx>
 191   : DForm_5<name, opcode, ppc64, vmx> {
 192   let Arg3Type = Zimm16.Value;
 193 }
 194
 195 class DForm_6_ext<string name, bits<6> opcode, bit ppc64, bit vmx>
 196   : DForm_6<name, opcode, ppc64, vmx> {
 197   let L = 0;
 198 }
 199
 200 class DForm_7<string name, bits<6> opcode, bit ppc64, bit vmx>
 201   : DForm_base<name, opcode, ppc64, vmx> {
 202   let Arg1Type = Imm5.Value;
 203 }
 204
 205 class DForm_8<string name, bits<6> opcode, bit ppc64, bit vmx>
 206   : DForm_1<name, opcode, ppc64, vmx> {
 207   let Arg0Type = Fpr.Value;
 208 }
 209
 210 class DForm_9<string name, bits<6> opcode, bit ppc64, bit vmx>
 211   : DForm_1<name, opcode, ppc64, vmx> {
 212   let Arg0Type = Fpr.Value;
 213 }
 214
 215 // 1.7.6 X-Form
 216 class XForm_base_r3xo<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit rc,
 217                       bit ppc64, bit vmx> : PPC32I<name, opcode, ppc64, vmx> {
 218   let ArgCount = 3;
 219   field bits<5>  ST;
 220   field bits<5>  A;
 221   field bits<5>  B;
 222
 223   let ArgCount = 3;
 224   let Arg0Type = Gpr.Value;
 225   let Arg1Type = Gpr.Value;
 226   let Arg2Type = Gpr.Value;
 227   let Arg3Type = 0;
 228   let Arg4Type = 0;
 229
 230   let Inst{6-10}  = ST;
 231   let Inst{11-15} = A;
 232   let Inst{16-20} = B;
 233   let Inst{21-30} = xo;
 234   let Inst{31}    = rc;
 235 }
 236
 237 class XForm_1<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit ppc64,
 238               bit vmx> : XForm_base_r3xo<name, opcode, xo, 0, ppc64, vmx>;
 239
 240 class XForm_5<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit ppc64,
 241               bit vmx> : XForm_base_r3xo<name, opcode, xo, 0, ppc64, vmx> {
 242   let ArgCount = 1;
 243   let Arg1Type = 0;
 244   let Arg2Type = 0;
 245   let A = 0;
 246   let B = 0;
 247 }
 248
 249 class XForm_6<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit rc, bit ppc64,
 250               bit vmx> : XForm_base_r3xo<name, opcode, xo, rc, ppc64, vmx>;
 251
 252 class XForm_7<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit ppc64, bit vmx>
 253   : XForm_base_r3xo<name, opcode, xo, 1, ppc64, vmx>;
 254
 255 class XForm_8<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit ppc64, bit vmx>
 256   : XForm_base_r3xo<name, opcode, xo, 0, ppc64, vmx>;
 257
 258 class XForm_10<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit rc, bit ppc64,
 259                bit vmx> : XForm_base_r3xo<name, opcode, xo, rc, ppc64, vmx> {
 260   let Arg2Type = Imm5.Value;
 261 }
 262
 263 class XForm_11<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit rc, bit ppc64,
 264                bit vmx> : XForm_base_r3xo<name, opcode, xo, rc, ppc64, vmx> {
 265   let ArgCount = 2;
 266   let Arg2Type = 0;
 267   let B = 0;
 268 }
 269
 270 class XForm_16<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit ppc64, bit vmx>
 271   : PPC32I<name, opcode, ppc64, vmx> {
 272   field bits<3>  BF;
 273   field bits<1>  L;
 274   field bits<5>  RA;
 275   field bits<5>  RB;
 276
 277   let ArgCount = 4;
 278   let Arg0Type = Imm3.Value;
 279   let Arg1Type = Imm1.Value;
 280   let Arg2Type = Gpr.Value;
 281   let Arg3Type = Gpr.Value;
 282   let Arg4Type = 0;
 283
 284   let Inst{6-8}   = BF;
 285   let Inst{9}     = 0;
 286   let Inst{10}    = L;
 287   let Inst{11-15} = RA;
 288   let Inst{16-20} = RB;
 289   let Inst{21-30} = xo;
 290   let Inst{31}    = 0;
 291 }
 292
 293 class XForm_16_ext<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit ppc64, bit vmx>
 294   : XForm_16<name, opcode, xo, ppc64, vmx> {
 295   let L = 0;
 296 }
 297
 298 class XForm_17<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit ppc64, bit vmx>
 299   : PPC32I<name, opcode, ppc64, vmx> {
 300   field bits<3> BF;
 301   field bits<5> FRA;
 302   field bits<5> FRB;
 303
 304   let ArgCount = 3;
 305   let Arg0Type = Imm3.Value;
 306   let Arg1Type = Fpr.Value;
 307   let Arg2Type = Fpr.Value;
 308   let Arg3Type = 0;
 309   let Arg4Type = 0;
 310
 311   let Inst{6-8}   = BF;
 312   let Inst{9-10}  = 0;
 313   let Inst{11-15} = FRA;
 314   let Inst{16-20} = FRB;
 315   let Inst{21-30} = xo;
 316   let Inst{31}    = 0;
 317 }
 318
 319 class XForm_25<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit ppc64,
 320                bit vmx> : XForm_base_r3xo<name, opcode, xo, 0, ppc64, vmx> {
 321   let Arg0Type = Fpr.Value;
 322   let Arg1Type = Gpr0.Value;
 323 }
 324
 325 class XForm_26<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit rc, bit ppc64,
 326                bit vmx> : XForm_base_r3xo<name, opcode, xo, rc, ppc64, vmx> {
 327   let ArgCount = 2;
 328   let Arg0Type = Fpr.Value;
 329   let Arg1Type = Fpr.Value;
 330   let Arg2Type = 0;
 331   let A = 0;
 332 }
 333
 334 class XForm_28<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit ppc64,
 335                bit vmx> : XForm_base_r3xo<name, opcode, xo, 0, ppc64, vmx> {
 336   let Arg0Type = Fpr.Value;
 337   let Arg1Type = Gpr0.Value;
 338 }
 339
 340 // 1.7.7 XL-Form
 341 class XLForm_1<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit ppc64, bit vmx>
 342   : XForm_base_r3xo<name, opcode, xo, 0, ppc64, vmx> {
 343   let Arg0Type = Imm5.Value;
 344   let Arg1Type = Imm5.Value;
 345   let Arg2Type = Imm5.Value;
 346 }
 347
 348 class XLForm_2<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit lk, bit ppc64,
 349                bit vmx> : PPC32I<name, opcode, ppc64, vmx> {
 350   field bits<5>  BO;
 351   field bits<5>  BI;
 352   field bits<2>  BH;
 353
 354   let ArgCount = 3;
 355   let Arg0Type = Imm5.Value;
 356   let Arg1Type = Imm5.Value;
 357   let Arg2Type = Imm2.Value;
 358   let Arg3Type = 0;
 359   let Arg4Type = 0;
 360
 361   let Inst{6-10}  = BO;
 362   let Inst{11-15} = BI;
 363   let Inst{16-18} = 0;
 364   let Inst{19-20} = BH;
 365   let Inst{21-30} = xo;
 366   let Inst{31}    = lk;
 367 }
 368
 369 class XLForm_2_ext<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bits<5> bo,
 370                    bits<5> bi, bit lk, bit ppc64, bit vmx>
 371   : XLForm_2<name, opcode, xo, lk, ppc64, vmx> {
 372   let ArgCount = 0;
 373   let Arg0Type = 0;
 374   let Arg1Type = 0;
 375   let Arg2Type = 0;
 376   let BO = bo;
 377   let BI = bi;
 378   let BH = 0;
 379 }
 380
 381 // 1.7.8 XFX-Form
 382 class XFXForm_1<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit ppc64, bit vmx>
 383   : PPC32I<name, opcode, ppc64, vmx> {
 384   field bits<5>  ST;
 385   field bits<10> SPR;
 386
 387   let ArgCount = 2;
 388   let Arg0Type = Imm5.Value;
 389   let Arg1Type = Gpr.Value;
 390   let Arg2Type = 0;
 391   let Arg3Type = 0;
 392   let Arg4Type = 0;
 393
 394   let Inst{6-10}  = ST;
 395   let Inst{11-20} = SPR;
 396   let Inst{21-30} = xo;
 397   let Inst{31}    = 0;
 398 }
 399
 400 class XFXForm_1_ext<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bits<10> spr,
 401                     bit ppc64, bit vmx> : XFXForm_1<name,opcode,xo,ppc64,vmx> {
 402   let ArgCount = 1;
 403   let Arg0Type = Gpr.Value;
 404   let Arg1Type = 0;
 405   let SPR = spr;
 406 }
 407
 408 class XFXForm_7<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit ppc64, bit vmx>
 409   : XFXForm_1<name, opcode, xo, ppc64, vmx>;
 410
 411 class XFXForm_7_ext<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bits<10> spr,
 412                     bit ppc64, bit vmx> : XFXForm_7<name,opcode,xo,ppc64,vmx> {
 413   let ArgCount = 1;
 414   let Arg0Type = Gpr.Value;
 415   let Arg1Type = 0;
 416   let SPR = spr;
 417 }
 418
 419 // 1.7.11 XO-Form
 420 class XOForm_1<string name, bits<6> opcode, bits<9> xo, bit oe, bit rc,
 421                bit ppc64, bit vmx> : PPC32I<name, opcode, ppc64, vmx> {
 422   field bits<5>  RT;
 423   field bits<5>  RA;
 424   field bits<5>  RB;
 425
 426   let ArgCount = 3;
 427   let Arg0Type = Gpr.Value;
 428   let Arg1Type = Gpr.Value;
 429   let Arg2Type = Gpr.Value;
 430   let Arg3Type = 0;
 431   let Arg4Type = 0;
 432
 433   let Inst{6-10}  = RT;
 434   let Inst{11-15} = RA;
 435   let Inst{16-20} = RB;
 436   let Inst{21}    = oe;
 437   let Inst{22-30} = xo;
 438   let Inst{31}    = rc;
 439 }
 440
 441 // This is a reversal of the two operands, used notably by extended ops SUB*:
 442 // sub  x, y, z == subf  x, z, y
 443 // subc x, y, z == subfc x, z, y
 444 class XOForm_1_rev<string name, bits<6> opcode, bits<9> xo, bit oe, bit rc,
 445                    bit ppc64, bit vmx>
 446   : XOForm_1<name, opcode, xo, oe, rc, ppc64, vmx> {
 447   let Inst{11-15} = RB;
 448   let Inst{16-20} = RA;
 449 }
 450
 451 class XOForm_2<string name, bits<6> opcode, bits<9> xo, bit rc, bit ppc64,
 452                bit vmx> : XOForm_1<name, opcode, xo, 0, rc, ppc64, vmx>;
 453
 454 class XOForm_3<string name, bits<6> opcode, bits<9> xo, bit oe, bit rc,
 455                bit ppc64, bit vmx> : XOForm_1<name,opcode,xo,oe,rc,ppc64,vmx> {
 456   let RB = 0;
 457 }
 458
 459 // 1.7.12 A-Form
 460 class AForm_1<string name, bits<6> opcode, bits<5> xo, bit rc, bit ppc64,
 461               bit vmx> : PPC32I<name, opcode, ppc64, vmx> {
 462   let ArgCount = 4;
 463   field bits<5>  FRT;
 464   field bits<5>  FRA;
 465   field bits<5>  FRB;
 466   field bits<5>  FRC;
 467
 468   let Arg0Type = Fpr.Value;
 469   let Arg1Type = Fpr.Value;
 470   let Arg2Type = Fpr.Value;
 471   let Arg3Type = Fpr.Value;
 472   let Arg4Type = 0;
 473
 474   let Inst{6-10}  = FRT;
 475   let Inst{11-15} = FRA;
 476   let Inst{16-20} = FRB;
 477   let Inst{21-25} = FRC;
 478   let Inst{26-30} = xo;
 479   let Inst{31}    = rc;
 480 }
 481
 482 class AForm_2<string name, bits<6> opcode, bits<5> xo, bit rc, bit ppc64,
 483               bit vmx> : AForm_1<name, opcode, xo, rc, ppc64, vmx> {
 484   let ArgCount = 3;
 485   let Arg3Type = 0;
 486   let FRC = 0;
 487 }
 488
 489 class AForm_3<string name, bits<6> opcode, bits<5> xo, bit rc, bit ppc64,
 490               bit vmx> : AForm_1<name, opcode, xo, rc, ppc64, vmx> {
 491   let ArgCount = 3;
 492   let Arg3Type = 0;
 493   let FRB = 0;
 494 }
 495
 496 class AForm_4<string name, bits<6> opcode, bits<5> xo, bit rc, bit ppc64,
 497               bit vmx> : AForm_1<name, opcode, xo, rc, ppc64, vmx> {
 498   let ArgCount = 2;
 499   let Arg2Type = 0;
 500   let Arg3Type = 0;
 501   let FRA = 0;
 502   let FRC = 0;
 503 }
 504
 505 // 1.7.13 M-Form
 506 class MForm_1<string name, bits<6> opcode, bit rc, bit ppc64, bit vmx>
 507   : PPC32I<name, opcode, ppc64, vmx> {
 508   let ArgCount = 5;
 509   field bits<5>  RS;
 510   field bits<5>  RA;
 511   field bits<5>  RB;
 512   field bits<5>  MB;
 513   field bits<5>  ME;
 514
 515   let Arg0Type = Gpr.Value;
 516   let Arg1Type = Gpr.Value;
 517   let Arg2Type = Gpr.Value;
 518   let Arg3Type = Imm5.Value;
 519   let Arg4Type = Imm5.Value;
 520
 521   let Inst{6-10}  = RS;
 522   let Inst{11-15} = RA;
 523   let Inst{16-20} = RB;
 524   let Inst{21-25} = MB;
 525   let Inst{26-30} = ME;
 526   let Inst{31}    = rc;
 527 }
 528
 529 class MForm_2<string name, bits<6> opcode, bit rc, bit ppc64, bit vmx>
 530   : MForm_1<name, opcode, rc, ppc64, vmx> {
 531   let Arg2Type = Imm5.Value;
 532 }
 533
 534 //===----------------------------------------------------------------------===//
 535
 536 class Pseudo<string name> : PPC32I<name, 0, 0, 0> {
 537         let Name = name;
 538         let ArgCount = 0;
 539         let PPC64 = 0;
 540         let VMX = 0;
 541
 542         let Arg0Type = Pseudo.Value;
 543         let Arg1Type = Pseudo.Value;
 544         let Arg2Type = Pseudo.Value;
 545         let Arg3Type = Pseudo.Value;
 546         let Arg4Type = 0;
 547
 548         let Inst {31-0} = 0;
 549 }