6fbb4cdb87a0e8954d5ea8e177c77d3d411761c4
[oota-llvm.git] / lib / Target / SystemZ / SystemZRegisterInfo.td
1 //===- SystemZRegisterInfo.td - The PowerPC Register File ------*- 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 //===----------------------------------------------------------------------===//
12
13 class SystemZReg<string n> : Register<n> {
14   let Namespace = "SystemZ";
15 }
16
17 class SystemZRegWithSubregs<string n, list<Register> subregs>
18   : RegisterWithSubRegs<n, subregs> {
19   let Namespace = "SystemZ";
20 }
21
22 // We identify all our registers with a 4-bit ID, for consistency's sake.
23
24 // GPR32 - Lower 32 bits of one of the 16 64-bit general-purpose registers
25 class GPR32<bits<4> num, string n> : SystemZReg<n> {
26   field bits<4> Num = num;
27 }
28
29 // GPR64 - One of the 16 64-bit general-purpose registers
30 class GPR64<bits<4> num, string n, list<Register> subregs,
31             list<Register> aliases = []>
32  : SystemZRegWithSubregs<n, subregs> {
33   field bits<4> Num = num;
34   let Aliases = aliases;
35 }
36
37 // GPR128 - 8 even-odd register pairs
38 class GPR128<bits<4> num, string n, list<Register> subregs,
39              list<Register> aliases = []>
40  : SystemZRegWithSubregs<n, subregs> {
41   field bits<4> Num = num;
42   let Aliases = aliases;
43 }
44
45 // FPR - One of the 16 64-bit floating-point registers
46 class FPR<bits<4> num, string n> : SystemZReg<n> {
47   field bits<4> Num = num;
48 }
49
50 // General-purpose registers
51 def R0W  : GPR32< 0,  "r0">, DwarfRegNum<[0]>;
52 def R1W  : GPR32< 1,  "r1">, DwarfRegNum<[1]>;
53 def R2W  : GPR32< 2,  "r2">, DwarfRegNum<[2]>;
54 def R3W  : GPR32< 3,  "r3">, DwarfRegNum<[3]>;
55 def R4W  : GPR32< 4,  "r4">, DwarfRegNum<[4]>;
56 def R5W  : GPR32< 5,  "r5">, DwarfRegNum<[5]>;
57 def R6W  : GPR32< 6,  "r6">, DwarfRegNum<[6]>;
58 def R7W  : GPR32< 7,  "r7">, DwarfRegNum<[7]>;
59 def R8W  : GPR32< 8,  "r8">, DwarfRegNum<[8]>;
60 def R9W  : GPR32< 9,  "r9">, DwarfRegNum<[9]>;
61 def R10W : GPR32<10, "r10">, DwarfRegNum<[10]>;
62 def R11W : GPR32<11, "r11">, DwarfRegNum<[11]>;
63 def R12W : GPR32<12, "r12">, DwarfRegNum<[12]>;
64 def R13W : GPR32<13, "r13">, DwarfRegNum<[13]>;
65 def R14W : GPR32<14, "r14">, DwarfRegNum<[14]>;
66 def R15W : GPR32<15, "r15">, DwarfRegNum<[15]>;
67
68 def R0D  : GPR64< 0,  "r0", [R0W]>,  DwarfRegNum<[0]>;
69 def R1D  : GPR64< 1,  "r1", [R1W]>,  DwarfRegNum<[1]>;
70 def R2D  : GPR64< 2,  "r2", [R2W]>,  DwarfRegNum<[2]>;
71 def R3D  : GPR64< 3,  "r3", [R3W]>,  DwarfRegNum<[3]>;
72 def R4D  : GPR64< 4,  "r4", [R4W]>,  DwarfRegNum<[4]>;
73 def R5D  : GPR64< 5,  "r5", [R5W]>,  DwarfRegNum<[5]>;
74 def R6D  : GPR64< 6,  "r6", [R6W]>,  DwarfRegNum<[6]>;
75 def R7D  : GPR64< 7,  "r7", [R7W]>,  DwarfRegNum<[7]>;
76 def R8D  : GPR64< 8,  "r8", [R8W]>,  DwarfRegNum<[8]>;
77 def R9D  : GPR64< 9,  "r9", [R9W]>,  DwarfRegNum<[9]>;
78 def R10D : GPR64<10, "r10", [R10W]>, DwarfRegNum<[10]>;
79 def R11D : GPR64<11, "r11", [R11W]>, DwarfRegNum<[11]>;
80 def R12D : GPR64<12, "r12", [R12W]>, DwarfRegNum<[12]>;
81 def R13D : GPR64<13, "r13", [R13W]>, DwarfRegNum<[13]>;
82 def R14D : GPR64<14, "r14", [R14W]>, DwarfRegNum<[14]>;
83 def R15D : GPR64<15, "r15", [R15W]>, DwarfRegNum<[15]>;
84
85 // Register pairs
86 def R0P  : GPR64< 0,  "r0", [R0W,  R1W],  [R0D,  R1D]>,  DwarfRegNum<[0]>;
87 def R2P  : GPR64< 2,  "r2", [R2W,  R3W],  [R2D,  R3D]>,  DwarfRegNum<[2]>;
88 def R4P  : GPR64< 4,  "r4", [R4W,  R5W],  [R4D,  R5D]>,  DwarfRegNum<[4]>;
89 def R6P  : GPR64< 6,  "r6", [R6W,  R7W],  [R6D,  R7D]>,  DwarfRegNum<[6]>;
90 def R8P  : GPR64< 8,  "r8", [R8W,  R9W],  [R8D,  R9D]>,  DwarfRegNum<[8]>;
91 def R10P : GPR64<10, "r10", [R10W, R11W], [R10D, R11D]>, DwarfRegNum<[10]>;
92 def R12P : GPR64<12, "r12", [R12W, R13W], [R12D, R13D]>, DwarfRegNum<[12]>;
93 def R14P : GPR64<14, "r14", [R14W, R15W], [R14D, R15D]>, DwarfRegNum<[14]>;
94
95 def R0Q  : GPR128< 0,  "r0", [R0D,  R1D],  [R0P]>,  DwarfRegNum<[0]>;
96 def R2Q  : GPR128< 2,  "r2", [R2D,  R3D],  [R2P]>,  DwarfRegNum<[2]>;
97 def R4Q  : GPR128< 4,  "r4", [R4D,  R5D],  [R4P]>,  DwarfRegNum<[4]>;
98 def R6Q  : GPR128< 6,  "r6", [R6D,  R7D],  [R6P]>,  DwarfRegNum<[6]>;
99 def R8Q  : GPR128< 8,  "r8", [R8D,  R9D],  [R8P]>,  DwarfRegNum<[8]>;
100 def R10Q : GPR128<10, "r10", [R10D, R11D], [R10P]>, DwarfRegNum<[10]>;
101 def R12Q : GPR128<12, "r12", [R12D, R13D], [R12P]>, DwarfRegNum<[12]>;
102 def R14Q : GPR128<14, "r14", [R14D, R15D], [R14P]>, DwarfRegNum<[14]>;
103
104 // Floating-point registers
105 def F0  : FPR< 0,  "f0">, DwarfRegNum<[16]>;
106 def F1  : FPR< 1,  "f1">, DwarfRegNum<[17]>;
107 def F2  : FPR< 2,  "f2">, DwarfRegNum<[18]>;
108 def F3  : FPR< 3,  "f3">, DwarfRegNum<[19]>;
109 def F4  : FPR< 4,  "f4">, DwarfRegNum<[20]>;
110 def F5  : FPR< 5,  "f5">, DwarfRegNum<[21]>;
111 def F6  : FPR< 6,  "f6">, DwarfRegNum<[22]>;
112 def F7  : FPR< 7,  "f7">, DwarfRegNum<[23]>;
113 def F8  : FPR< 8,  "f8">, DwarfRegNum<[24]>;
114 def F9  : FPR< 9,  "f9">, DwarfRegNum<[25]>;
115 def F10 : FPR<10, "f10">, DwarfRegNum<[26]>;
116 def F11 : FPR<11, "f11">, DwarfRegNum<[27]>;
117 def F12 : FPR<12, "f12">, DwarfRegNum<[28]>;
118 def F13 : FPR<13, "f13">, DwarfRegNum<[29]>;
119 def F14 : FPR<14, "f14">, DwarfRegNum<[30]>;
120 def F15 : FPR<15, "f15">, DwarfRegNum<[31]>;
121
122 // Status register
123 def PSW : SystemZReg<"psw">;
124
125 def subreg_32bit  : PatLeaf<(i32 1)>;
126 def subreg_even   : PatLeaf<(i32 1)>;
127 def subreg_odd    : PatLeaf<(i32 2)>;
128
129 def : SubRegSet<1, [R0D, R1D,  R2D,  R3D,  R4D,  R5D,  R6D,  R7D,
130                     R8D, R9D, R10D, R11D, R12D, R13D, R14D, R15D],
131                    [R0W, R1W,  R2W,  R3W,  R4W,  R5W,  R6W,  R7W,
132                     R8W, R9W, R10W, R11W, R12W, R13W, R14W, R15W]>;
133
134 def : SubRegSet<1, [R0Q, R2Q, R4Q, R6Q, R8Q, R10Q, R12Q, R14Q],
135                    [R0D, R2D, R4D, R6D, R8D, R10D, R12D, R14D]>;
136
137 def : SubRegSet<2, [R0Q, R2Q, R4Q, R6Q, R8Q, R10Q, R12Q, R14Q],
138                    [R1D, R3D, R5D, R7D, R9D, R11D, R13D, R15D]>;
139
140 def : SubRegSet<1, [R0P, R2P, R4P, R6P, R8P, R10P, R12P, R14P],
141                    [R0W, R2W, R4W, R6W, R8W, R10W, R12W, R14W]>;
142
143 def : SubRegSet<2, [R0P, R2P, R4P, R6P, R8P, R10P, R12P, R14P],
144                    [R1W, R3W, R5W, R7W, R9W, R11W, R13W, R15W]>;
145
146 /// Register classes
147 def GR32 : RegisterClass<"SystemZ", [i32], 32,
148    // Volatile registers
149   [R0W, R1W, R2W, R3W, R4W, R5W, R6W, R7W, R8W, R9W, R10W, R12W, R13W,
150    // Frame pointer, sometimes allocable
151    R11W,
152    // Volatile, but not allocable
153    R14W, R15W]>
154 {
155   let MethodProtos = [{
156     iterator allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const;
157     iterator allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const;
158   }];
159   let MethodBodies = [{
160     static const unsigned SystemZ_REG32[] = {
161       SystemZ::R1W,  SystemZ::R2W,  SystemZ::R3W,  SystemZ::R4W,
162       SystemZ::R5W,  SystemZ::R0W,  SystemZ::R12W, SystemZ::R11W,
163       SystemZ::R10W, SystemZ::R9W,  SystemZ::R8W,  SystemZ::R7W,
164       SystemZ::R6W,  SystemZ::R14W, SystemZ::R13W
165     };
166     static const unsigned SystemZ_REG32_nofp[] = {
167       SystemZ::R1W,  SystemZ::R2W,  SystemZ::R3W,  SystemZ::R4W,
168       SystemZ::R5W,  SystemZ::R0W,  SystemZ::R12W, /* No R11W */
169       SystemZ::R10W, SystemZ::R9W,  SystemZ::R8W,  SystemZ::R7W,
170       SystemZ::R6W,  SystemZ::R14W, SystemZ::R13W
171     };
172     GR32Class::iterator
173     GR32Class::allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const {
174       const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
175       const TargetRegisterInfo *RI = TM.getRegisterInfo();
176       if (RI->hasFP(MF))
177         return SystemZ_REG32_nofp;
178       else
179         return SystemZ_REG32;
180     }
181     GR32Class::iterator
182     GR32Class::allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const {
183       const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
184       const TargetRegisterInfo *RI = TM.getRegisterInfo();
185       if (RI->hasFP(MF))
186         return SystemZ_REG32_nofp + (sizeof(SystemZ_REG32_nofp) / sizeof(unsigned));
187       else
188         return SystemZ_REG32 + (sizeof(SystemZ_REG32) / sizeof(unsigned));
189     }
190   }];
191 }
192
193 /// Registers used to generate address. Everything except R0.
194 def ADDR32 : RegisterClass<"SystemZ", [i32], 32,
195    // Volatile registers
196   [R1W, R2W, R3W, R4W, R5W, R6W, R7W, R8W, R9W, R10W, R12W, R13W,
197    // Frame pointer, sometimes allocable
198    R11W,
199    // Volatile, but not allocable
200    R14W, R15W]>
201 {
202   let MethodProtos = [{
203     iterator allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const;
204     iterator allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const;
205   }];
206   let MethodBodies = [{
207     static const unsigned SystemZ_ADDR32[] = {
208       SystemZ::R1W,  SystemZ::R2W,  SystemZ::R3W,  SystemZ::R4W,
209       SystemZ::R5W,  /* No R0W */   SystemZ::R12W, SystemZ::R11W,
210       SystemZ::R10W, SystemZ::R9W,  SystemZ::R8W,  SystemZ::R7W,
211       SystemZ::R6W,  SystemZ::R14W, SystemZ::R13W
212     };
213     static const unsigned SystemZ_ADDR32_nofp[] = {
214       SystemZ::R1W,  SystemZ::R2W,  SystemZ::R3W,  SystemZ::R4W,
215       SystemZ::R5W,  /* No R0W */   SystemZ::R12W, /* No R11W */
216       SystemZ::R10W, SystemZ::R9W,  SystemZ::R8W,  SystemZ::R7W,
217       SystemZ::R6W,  SystemZ::R14W, SystemZ::R13W
218     };
219     ADDR32Class::iterator
220     ADDR32Class::allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const {
221       const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
222       const TargetRegisterInfo *RI = TM.getRegisterInfo();
223       if (RI->hasFP(MF))
224         return SystemZ_ADDR32_nofp;
225       else
226         return SystemZ_ADDR32;
227     }
228     ADDR32Class::iterator
229     ADDR32Class::allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const {
230       const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
231       const TargetRegisterInfo *RI = TM.getRegisterInfo();
232       if (RI->hasFP(MF))
233         return SystemZ_ADDR32_nofp + (sizeof(SystemZ_ADDR32_nofp) / sizeof(unsigned));
234       else
235         return SystemZ_ADDR32 + (sizeof(SystemZ_ADDR32) / sizeof(unsigned));
236     }
237   }];
238 }
239
240 def GR64 : RegisterClass<"SystemZ", [i64], 64,
241    // Volatile registers
242   [R0D, R1D, R2D, R3D, R4D, R5D, R6D, R7D, R8D, R9D, R10D, R12D, R13D,
243    // Frame pointer, sometimes allocable
244    R11D,
245    // Volatile, but not allocable
246    R14D, R15D]>
247 {
248   let SubRegClassList = [GR32];
249   let MethodProtos = [{
250     iterator allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const;
251     iterator allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const;
252   }];
253   let MethodBodies = [{
254     static const unsigned SystemZ_REG64[] = {
255       SystemZ::R1D,  SystemZ::R2D,  SystemZ::R3D,  SystemZ::R4D,
256       SystemZ::R5D,  SystemZ::R0D,  SystemZ::R12D, SystemZ::R11D,
257       SystemZ::R10D, SystemZ::R9D,  SystemZ::R8D,  SystemZ::R7D,
258       SystemZ::R6D,  SystemZ::R14D, SystemZ::R13D
259     };
260     static const unsigned SystemZ_REG64_nofp[] = {
261       SystemZ::R1D,  SystemZ::R2D,  SystemZ::R3D,  SystemZ::R4D,
262       SystemZ::R5D,  SystemZ::R0D,  SystemZ::R12D, /* No R11D */
263       SystemZ::R10D, SystemZ::R9D,  SystemZ::R8D,  SystemZ::R7D,
264       SystemZ::R6D,  SystemZ::R14D, SystemZ::R13D
265     };
266     GR64Class::iterator
267     GR64Class::allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const {
268       const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
269       const TargetRegisterInfo *RI = TM.getRegisterInfo();
270       if (RI->hasFP(MF))
271         return SystemZ_REG64_nofp;
272       else
273         return SystemZ_REG64;
274     }
275     GR64Class::iterator
276     GR64Class::allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const {
277       const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
278       const TargetRegisterInfo *RI = TM.getRegisterInfo();
279       if (RI->hasFP(MF))
280         return SystemZ_REG64_nofp + (sizeof(SystemZ_REG64_nofp) / sizeof(unsigned));
281       else
282         return SystemZ_REG64 + (sizeof(SystemZ_REG64) / sizeof(unsigned));
283     }
284   }];
285 }
286
287 def ADDR64 : RegisterClass<"SystemZ", [i64], 64,
288    // Volatile registers
289   [R1D, R2D, R3D, R4D, R5D, R6D, R7D, R8D, R9D, R10D, R12D, R13D,
290    // Frame pointer, sometimes allocable
291    R11D,
292    // Volatile, but not allocable
293    R14D, R15D]>
294 {
295   let SubRegClassList = [ADDR32];
296   let MethodProtos = [{
297     iterator allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const;
298     iterator allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const;
299   }];
300   let MethodBodies = [{
301     static const unsigned SystemZ_ADDR64[] = {
302       SystemZ::R1D,  SystemZ::R2D,  SystemZ::R3D,  SystemZ::R4D,
303       SystemZ::R5D,  /* No R0D */   SystemZ::R12D, SystemZ::R11D,
304       SystemZ::R10D, SystemZ::R9D,  SystemZ::R8D,  SystemZ::R7D,
305       SystemZ::R6D,  SystemZ::R14D, SystemZ::R13D
306     };
307     static const unsigned SystemZ_ADDR64_nofp[] = {
308       SystemZ::R1D,  SystemZ::R2D,  SystemZ::R3D,  SystemZ::R4D,
309       SystemZ::R5D,  /* No R0D */   SystemZ::R12D, /* No R11D */
310       SystemZ::R10D, SystemZ::R9D,  SystemZ::R8D,  SystemZ::R7D,
311       SystemZ::R6D,  SystemZ::R14D, SystemZ::R13D
312     };
313     ADDR64Class::iterator
314     ADDR64Class::allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const {
315       const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
316       const TargetRegisterInfo *RI = TM.getRegisterInfo();
317       if (RI->hasFP(MF))
318         return SystemZ_ADDR64_nofp;
319       else
320         return SystemZ_ADDR64;
321     }
322     ADDR64Class::iterator
323     ADDR64Class::allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const {
324       const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
325       const TargetRegisterInfo *RI = TM.getRegisterInfo();
326       if (RI->hasFP(MF))
327         return SystemZ_ADDR64_nofp + (sizeof(SystemZ_ADDR64_nofp) / sizeof(unsigned));
328       else
329         return SystemZ_ADDR64 + (sizeof(SystemZ_ADDR64) / sizeof(unsigned));
330     }
331   }];
332 }
333
334 // Even-odd register pairs
335 def GR64P : RegisterClass<"SystemZ", [v2i32], 64,
336   [R0P, R2P, R4P, R6P, R8P, R10P, R12P, R14P]>
337 {
338   let SubRegClassList = [GR32, GR32];
339   let MethodProtos = [{
340     iterator allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const;
341     iterator allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const;
342   }];
343   let MethodBodies = [{
344     static const unsigned SystemZ_REG64P[] = {
345       SystemZ::R0P,  SystemZ::R2P,  SystemZ::R4P, SystemZ::R10P,
346       SystemZ::R8P,  SystemZ::R6P };
347     static const unsigned SystemZ_REG64P_nofp[] = {
348       SystemZ::R0P,  SystemZ::R2P,  SystemZ::R4P, /* NO R10P */
349       SystemZ::R8P,  SystemZ::R6P };
350     GR64PClass::iterator
351     GR64PClass::allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const {
352       const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
353       const TargetRegisterInfo *RI = TM.getRegisterInfo();
354       if (RI->hasFP(MF))
355         return SystemZ_REG64P_nofp;
356       else
357         return SystemZ_REG64P;
358     }
359     GR64PClass::iterator
360     GR64PClass::allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const {
361       const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
362       const TargetRegisterInfo *RI = TM.getRegisterInfo();
363       if (RI->hasFP(MF))
364         return SystemZ_REG64P_nofp + (sizeof(SystemZ_REG64P_nofp) / sizeof(unsigned));
365       else
366         return SystemZ_REG64P + (sizeof(SystemZ_REG64P) / sizeof(unsigned));
367     }
368   }];
369 }
370
371 def GR128 : RegisterClass<"SystemZ", [i128, v2i64], 128,
372   [R0Q, R2Q, R4Q, R6Q, R8Q, R10Q, R12Q, R14Q]>
373 {
374   let SubRegClassList = [GR64, GR64];
375   let MethodProtos = [{
376     iterator allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const;
377     iterator allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const;
378   }];
379   let MethodBodies = [{
380     static const unsigned SystemZ_REG128[] = {
381       SystemZ::R0Q,  SystemZ::R2Q,  SystemZ::R4Q,  SystemZ::R10Q,
382       SystemZ::R8Q,  SystemZ::R6Q };
383     static const unsigned SystemZ_REG128_nofp[] = {
384       SystemZ::R0Q,  SystemZ::R2Q,  SystemZ::R4Q, /* NO R10Q */
385       SystemZ::R8Q,  SystemZ::R6Q };
386     GR128Class::iterator
387     GR128Class::allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const {
388       const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
389       const TargetRegisterInfo *RI = TM.getRegisterInfo();
390       if (RI->hasFP(MF))
391         return SystemZ_REG128_nofp;
392       else
393         return SystemZ_REG128;
394     }
395     GR128Class::iterator
396     GR128Class::allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const {
397       const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
398       const TargetRegisterInfo *RI = TM.getRegisterInfo();
399       if (RI->hasFP(MF))
400         return SystemZ_REG128_nofp + (sizeof(SystemZ_REG128_nofp) / sizeof(unsigned));
401       else
402         return SystemZ_REG128 + (sizeof(SystemZ_REG128) / sizeof(unsigned));
403     }
404   }];
405 }
406
407 def FP64 : RegisterClass<"SystemZ", [f64], 64,
408  [F0, F1, F2, F3, F4, F5, F6, F7, F8, F9, F10, F11, F12, F13, F14, F15]>;
409
410 // Status flags registers.
411 def CCR : RegisterClass<"SystemZ", [i64], 64, [PSW]> {
412   let CopyCost = -1;  // Don't allow copying of status registers.
413 }