Add support for external symbols, and support for variable arity instructions
[oota-llvm.git] / lib / Target / Target.td
1 //===- Target.td - Target Independent TableGen interface ---*- 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 // This file defines the target-independent interfaces which should be
11 // implemented by each target which is using a TableGen based code generator.
12 //
13 //===----------------------------------------------------------------------===//
14
15
16 //===----------------------------------------------------------------------===//
17 //
18 // Value types - These values correspond to the register types defined in the
19 // ValueTypes.h file.  If you update anything here, you must update it there as
20 // well!
21 //
22 class ValueType<int size, int value> {
23   string Namespace = "MVT";
24   int Size = size;
25   int Value = value;
26 }
27
28 def OtherVT: ValueType<0  ,  0>;   // "Other" value
29 def i1     : ValueType<1  ,  1>;   // One bit boolean value
30 def i8     : ValueType<8  ,  2>;   // 8-bit integer value
31 def i16    : ValueType<16 ,  3>;   // 16-bit integer value
32 def i32    : ValueType<32 ,  4>;   // 32-bit integer value
33 def i64    : ValueType<64 ,  5>;   // 64-bit integer value
34 def i128   : ValueType<128,  5>;   // 128-bit integer value
35 def f32    : ValueType<32 ,  7>;   // 32-bit floating point value
36 def f64    : ValueType<64 ,  8>;   // 64-bit floating point value
37 def f80    : ValueType<80 ,  9>;   // 80-bit floating point value
38 def f128   : ValueType<128,  9>;   // 128-bit floating point value
39 def isVoid : ValueType<0  , 11>;   // Produces no value
40
41 //===----------------------------------------------------------------------===//
42 // Register file description - These classes are used to fill in the target
43 // description classes in llvm/Target/MRegisterInfo.h
44
45
46 // Register - You should define one instance of this class for each register
47 // in the target machine.  String n will become the "name" of the register.
48 class RegisterBase<string n> {
49   string Namespace = "";
50   string Name = n;
51
52   // SpillSize - If this value is set to a non-zero value, it is the size in
53   // bits of the spill slot required to hold this register.  If this value is
54   // set to zero, the information is inferred from any register classes the
55   // register belongs to.
56   int SpillSize = 0;
57
58   // SpillAlignment - This value is used to specify the alignment required for
59   // spilling the register.  Like SpillSize, this should only be explicitly
60   // specified if the register is not in a register class.
61   int SpillAlignment = 0;
62 }
63
64 class Register<string n> : RegisterBase<n> {
65   list<RegisterBase> Aliases = [];
66 }
67
68 // RegisterGroup - This can be used to define instances of Register which
69 // need to specify aliases.
70 // List "aliases" specifies which registers are aliased to this one.  This
71 // allows the code generator to be careful not to put two values with 
72 // overlapping live ranges into registers which alias.
73 class RegisterGroup<string n, list<Register> aliases> : Register<n> {
74   let Aliases = aliases;
75 }
76
77 // RegisterClass - Now that all of the registers are defined, and aliases
78 // between registers are defined, specify which registers belong to which
79 // register classes.  This also defines the default allocation order of
80 // registers by register allocators.
81 //
82 class RegisterClass<string namespace, ValueType regType, int alignment,
83                     list<Register> regList> {
84   string Namespace = namespace;
85
86   // RegType - Specify the ValueType of the registers in this register class.
87   // Note that all registers in a register class must have the same ValueType.
88   //
89   ValueType RegType = regType;
90
91   // Alignment - Specify the alignment required of the registers when they are
92   // stored or loaded to memory.
93   //
94   int Size = RegType.Size;
95   int Alignment = alignment;
96
97   // MemberList - Specify which registers are in this class.  If the
98   // allocation_order_* method are not specified, this also defines the order of
99   // allocation used by the register allocator.
100   //
101   list<Register> MemberList = regList;
102
103   // MethodProtos/MethodBodies - These members can be used to insert arbitrary
104   // code into a generated register class.   The normal usage of this is to 
105   // overload virtual methods.
106   code MethodProtos = [{}];
107   code MethodBodies = [{}];
108 }
109
110
111 //===----------------------------------------------------------------------===//
112 // Instruction set description - These classes correspond to the C++ classes in
113 // the Target/TargetInstrInfo.h file.
114 //
115 class Instruction {
116   string Name = "";         // The opcode string for this instruction
117   string Namespace = "";
118
119   dag OperandList;          // An dag containing the MI operand list.
120   string AsmString = "";    // The .s format to print the instruction with.
121
122   // Pattern - Set to the DAG pattern for this instruction, if we know of one,
123   // otherwise, uninitialized.
124   list<dag> Pattern;
125
126   // The follow state will eventually be inferred automatically from the
127   // instruction pattern.
128
129   list<Register> Uses = []; // Default to using no non-operand registers
130   list<Register> Defs = []; // Default to modifying no non-operand registers
131
132   // These bits capture information about the high-level semantics of the
133   // instruction.
134   bit isReturn     = 0;     // Is this instruction a return instruction?
135   bit isBranch     = 0;     // Is this instruction a branch instruction?
136   bit isBarrier    = 0;     // Can control flow fall through this instruction?
137   bit isCall       = 0;     // Is this instruction a call instruction?
138   bit isLoad       = 0;     // Is this instruction a load instruction?
139   bit isStore      = 0;     // Is this instruction a store instruction?
140   bit isTwoAddress = 0;     // Is this a two address instruction?
141   bit isConvertibleToThreeAddress = 0;  // Can this 2-addr instruction promote?
142   bit isCommutable = 0;     // Is this 3 operand instruction commutable?
143   bit isTerminator = 0;     // Is this part of the terminator for a basic block?
144   bit hasDelaySlot = 0;     // Does this instruction have an delay slot?
145 }
146
147
148 /// ops definition - This is just a simple marker used to identify the operands
149 /// list for an instruction.  This should be used like this:
150 ///     (ops R32:$dst, R32:$src) or something similar.
151 def ops;
152
153 /// variable_ops definition - Mark this instruction as taking a variable number
154 /// of operands.
155 def variable_ops;
156
157 /// Operand Types - These provide the built-in operand types that may be used
158 /// by a target.  Targets can optionally provide their own operand types as
159 /// needed, though this should not be needed for RISC targets.
160 class Operand<ValueType ty> {
161   int NumMIOperands = 1;
162   ValueType Type = ty;
163   string PrintMethod = "printOperand";
164 }
165
166 def i1imm  : Operand<i1>;
167 def i8imm  : Operand<i8>;
168 def i16imm : Operand<i16>;
169 def i32imm : Operand<i32>;
170 def i64imm : Operand<i64>;
171
172 // InstrInfo - This class should only be instantiated once to provide parameters
173 // which are global to the the target machine.
174 //
175 class InstrInfo {
176   Instruction PHIInst;
177
178   // If the target wants to associate some target-specific information with each
179   // instruction, it should provide these two lists to indicate how to assemble
180   // the target specific information into the 32 bits available.
181   //
182   list<string> TSFlagsFields = [];
183   list<int>    TSFlagsShifts = [];
184
185   // Target can specify its instructions in either big or little-endian formats.
186   // For instance, while both Sparc and PowerPC are big-endian platforms, the
187   // Sparc manual specifies its instructions in the format [31..0] (big), while
188   // PowerPC specifies them using the format [0..31] (little).
189   bit isLittleEndianEncoding = 0;
190 }
191
192 //===----------------------------------------------------------------------===//
193 // AsmWriter - This class can be implemented by targets that need to customize
194 // the format of the .s file writer.
195 //
196 // Subtargets can have multiple different asmwriters (e.g. AT&T vs Intel syntax
197 // on X86 for example).
198 //
199 class AsmWriter {
200   // AsmWriterClassName - This specifies the suffix to use for the asmwriter
201   // class.  Generated AsmWriter classes are always prefixed with the target
202   // name.
203   string AsmWriterClassName  = "AsmPrinter";
204
205   // InstFormatName - AsmWriters can specify the name of the format string to
206   // print instructions with.
207   string InstFormatName = "AsmString";
208
209   // Variant - AsmWriters can be of multiple different variants.  Variants are
210   // used to support targets that need to emit assembly code in ways that are
211   // mostly the same for different targets, but have minor differences in
212   // syntax.  If the asmstring contains {|} characters in them, this integer
213   // will specify which alternative to use.  For example "{x|y|z}" with Variant
214   // == 1, will expand to "y".
215   int Variant = 0;
216 }
217 def DefaultAsmWriter : AsmWriter;
218
219
220 //===----------------------------------------------------------------------===//
221 // Target - This class contains the "global" target information
222 //
223 class Target {
224   // CalleeSavedRegisters - As you might guess, this is a list of the callee
225   // saved registers for a target.
226   list<Register> CalleeSavedRegisters = [];
227   
228   // PointerType - Specify the value type to be used to represent pointers in
229   // this target.  Typically this is an i32 or i64 type.
230   ValueType PointerType;
231
232   // InstructionSet - Instruction set description for this target.
233   InstrInfo InstructionSet;
234
235   // AssemblyWriters - The AsmWriter instances available for this target.
236   list<AsmWriter> AssemblyWriters = [DefaultAsmWriter];
237 }
238
239
240 //===----------------------------------------------------------------------===//
241 // DAG node definitions used by the instruction selector.
242 //
243 // NOTE: all of this is a work-in-progress and should be ignored for now.
244 //
245 /*
246 class Expander<dag pattern, list<dag> result> {
247   dag Pattern      = pattern;
248   list<dag> Result = result;
249 }
250
251 class DagNodeValType;
252 def DNVT_any   : DagNodeValType;  // No constraint on tree node
253 def DNVT_void  : DagNodeValType;  // Tree node always returns void
254 def DNVT_val   : DagNodeValType;  // A non-void type
255 def DNVT_arg0  : DagNodeValType;  // Tree node returns same type as Arg0
256 def DNVT_arg1  : DagNodeValType;  // Tree node returns same type as Arg1
257 def DNVT_ptr   : DagNodeValType;  // The target pointer type
258 def DNVT_i8    : DagNodeValType;  // Always have an i8 value
259
260 class DagNode<DagNodeValType ret, list<DagNodeValType> args> {
261   DagNodeValType RetType = ret;
262   list<DagNodeValType> ArgTypes = args;
263   string EnumName = ?;
264 }
265
266 // BuiltinDagNodes are built into the instruction selector and correspond to
267 // enum values.
268 class BuiltinDagNode<DagNodeValType Ret, list<DagNodeValType> Args,
269                      string Ename> : DagNode<Ret, Args> {
270   let EnumName = Ename;
271 }
272
273 // Magic nodes...
274 def Void       : RegisterClass<isVoid,0,[]> { let isDummyClass = 1; }
275 def set        : DagNode<DNVT_void, [DNVT_val, DNVT_arg0]>;
276 def chain      : BuiltinDagNode<DNVT_void, [DNVT_void, DNVT_void], "ChainNode">;
277 def blockchain : BuiltinDagNode<DNVT_void, [DNVT_void, DNVT_void],
278                                 "BlockChainNode">;
279 def ChainExpander      : Expander<(chain Void, Void), []>;
280 def BlockChainExpander : Expander<(blockchain Void, Void), []>;
281
282
283 // Terminals...
284 def imm        : BuiltinDagNode<DNVT_val, [], "Constant">;
285 def frameidx   : BuiltinDagNode<DNVT_ptr, [], "FrameIndex">;
286 def basicblock : BuiltinDagNode<DNVT_ptr, [], "BasicBlock">;
287
288 // Arithmetic...
289 def plus    : BuiltinDagNode<DNVT_arg0, [DNVT_arg1, DNVT_arg0], "Plus">;
290 def minus   : BuiltinDagNode<DNVT_arg0, [DNVT_arg1, DNVT_arg0], "Minus">;
291 def times   : BuiltinDagNode<DNVT_arg0, [DNVT_arg1, DNVT_arg0], "Times">;
292 def sdiv    : BuiltinDagNode<DNVT_arg0, [DNVT_arg1, DNVT_arg0], "SDiv">;
293 def udiv    : BuiltinDagNode<DNVT_arg0, [DNVT_arg1, DNVT_arg0], "UDiv">;
294 def srem    : BuiltinDagNode<DNVT_arg0, [DNVT_arg1, DNVT_arg0], "SRem">;
295 def urem    : BuiltinDagNode<DNVT_arg0, [DNVT_arg1, DNVT_arg0], "URem">;
296 def and     : BuiltinDagNode<DNVT_arg0, [DNVT_arg1, DNVT_arg0], "And">;
297 def or      : BuiltinDagNode<DNVT_arg0, [DNVT_arg1, DNVT_arg0], "Or">;
298 def xor     : BuiltinDagNode<DNVT_arg0, [DNVT_arg1, DNVT_arg0], "Xor">;
299
300 // Comparisons...
301 def seteq   : BuiltinDagNode<DNVT_i8  , [DNVT_arg1, DNVT_arg0], "SetEQ">;
302 def setne   : BuiltinDagNode<DNVT_i8  , [DNVT_arg1, DNVT_arg0], "SetNE">;
303 def setlt   : BuiltinDagNode<DNVT_i8  , [DNVT_arg1, DNVT_arg0], "SetLT">;
304 def setle   : BuiltinDagNode<DNVT_i8  , [DNVT_arg1, DNVT_arg0], "SetLE">;
305 def setgt   : BuiltinDagNode<DNVT_i8  , [DNVT_arg1, DNVT_arg0], "SetGT">;
306 def setge   : BuiltinDagNode<DNVT_i8  , [DNVT_arg1, DNVT_arg0], "SetGE">;
307
308 def load    : BuiltinDagNode<DNVT_val, [DNVT_ptr], "Load">;
309 //def store   : BuiltinDagNode<DNVT_Void, [DNVT_ptr, DNVT_val]>;
310
311 // Other...
312 def ret     : BuiltinDagNode<DNVT_void, [DNVT_val], "Ret">;
313 def retvoid : BuiltinDagNode<DNVT_void, [], "RetVoid">;
314 def br      : BuiltinDagNode<DNVT_void, [DNVT_ptr], "Br">;
315 def brcond  : BuiltinDagNode<DNVT_void, [DNVT_i8, DNVT_ptr, DNVT_ptr],
316                              "BrCond">;
317
318 def unspec1 : BuiltinDagNode<DNVT_any , [DNVT_val], "Unspec1">;
319 def unspec2 : BuiltinDagNode<DNVT_any , [DNVT_val, DNVT_val], "Unspec2">;
320
321 //===----------------------------------------------------------------------===//
322 // DAG nonterminals definitions used by the instruction selector...
323 //
324 class Nonterminal<dag pattern> {
325   dag Pattern = pattern;
326   bit BuiltIn = 0;
327 }
328
329 */