Add constraints to Instruction class.
[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 // Include all information about LLVM intrinsics.
16 include "llvm/Intrinsics.td"
17
18 //===----------------------------------------------------------------------===//
19 // Register file description - These classes are used to fill in the target
20 // description classes.
21
22 class RegisterClass; // Forward def
23
24 // Register - You should define one instance of this class for each register
25 // in the target machine.  String n will become the "name" of the register.
26 class Register<string n> {
27   string Namespace = "";
28   string Name = n;
29
30   // SpillSize - If this value is set to a non-zero value, it is the size in
31   // bits of the spill slot required to hold this register.  If this value is
32   // set to zero, the information is inferred from any register classes the
33   // register belongs to.
34   int SpillSize = 0;
35
36   // SpillAlignment - This value is used to specify the alignment required for
37   // spilling the register.  Like SpillSize, this should only be explicitly
38   // specified if the register is not in a register class.
39   int SpillAlignment = 0;
40
41   // Aliases - A list of registers that this register overlaps with.  A read or
42   // modification of this register can potentially read or modifie the aliased
43   // registers.
44   //
45   list<Register> Aliases = [];
46   
47   // DwarfNumber - Number used internally by gcc/gdb to identify the register.
48   // These values can be determined by locating the <target>.h file in the
49   // directory llvmgcc/gcc/config/<target>/ and looking for REGISTER_NAMES.  The
50   // order of these names correspond to the enumeration used by gcc.  A value of
51   // -1 indicates that the gcc number is undefined.
52   int DwarfNumber = -1;
53 }
54
55 // RegisterGroup - This can be used to define instances of Register which
56 // need to specify aliases.
57 // List "aliases" specifies which registers are aliased to this one.  This
58 // allows the code generator to be careful not to put two values with 
59 // overlapping live ranges into registers which alias.
60 class RegisterGroup<string n, list<Register> aliases> : Register<n> {
61   let Aliases = aliases;
62 }
63
64 // RegisterClass - Now that all of the registers are defined, and aliases
65 // between registers are defined, specify which registers belong to which
66 // register classes.  This also defines the default allocation order of
67 // registers by register allocators.
68 //
69 class RegisterClass<string namespace, list<ValueType> regTypes, int alignment,
70                     list<Register> regList> {
71   string Namespace = namespace;
72
73   // RegType - Specify the list ValueType of the registers in this register
74   // class.  Note that all registers in a register class must have the same
75   // ValueTypes.  This is a list because some targets permit storing different 
76   // types in same register, for example vector values with 128-bit total size,
77   // but different count/size of items, like SSE on x86.
78   //
79   list<ValueType> RegTypes = regTypes;
80
81   // Size - Specify the spill size in bits of the registers.  A default value of
82   // zero lets tablgen pick an appropriate size.
83   int Size = 0;
84
85   // Alignment - Specify the alignment required of the registers when they are
86   // stored or loaded to memory.
87   //
88   int Alignment = alignment;
89
90   // MemberList - Specify which registers are in this class.  If the
91   // allocation_order_* method are not specified, this also defines the order of
92   // allocation used by the register allocator.
93   //
94   list<Register> MemberList = regList;
95
96   // MethodProtos/MethodBodies - These members can be used to insert arbitrary
97   // code into a generated register class.   The normal usage of this is to 
98   // overload virtual methods.
99   code MethodProtos = [{}];
100   code MethodBodies = [{}];
101 }
102
103
104 //===----------------------------------------------------------------------===//
105 // DwarfRegNum - This class provides a mapping of the llvm register enumeration
106 // to the register numbering used by gcc and gdb.  These values are used by a
107 // debug information writer (ex. DwarfWriter) to describe where values may be
108 // located during execution.
109 class DwarfRegNum<int N> {
110   // DwarfNumber - Number used internally by gcc/gdb to identify the register.
111   // These values can be determined by locating the <target>.h file in the
112   // directory llvmgcc/gcc/config/<target>/ and looking for REGISTER_NAMES.  The
113   // order of these names correspond to the enumeration used by gcc.  A value of
114   // -1 indicates that the gcc number is undefined.
115   int DwarfNumber = N;
116 }
117
118 //===----------------------------------------------------------------------===//
119 // Pull in the common support for scheduling
120 //
121 include "TargetSchedule.td"
122
123 class Predicate; // Forward def
124
125 //===----------------------------------------------------------------------===//
126 // Instruction set description - These classes correspond to the C++ classes in
127 // the Target/TargetInstrInfo.h file.
128 //
129 class Instruction {
130   string Name = "";         // The opcode string for this instruction
131   string Namespace = "";
132
133   dag OperandList;          // An dag containing the MI operand list.
134   string AsmString = "";    // The .s format to print the instruction with.
135
136   // Pattern - Set to the DAG pattern for this instruction, if we know of one,
137   // otherwise, uninitialized.
138   list<dag> Pattern;
139
140   // The follow state will eventually be inferred automatically from the
141   // instruction pattern.
142
143   list<Register> Uses = []; // Default to using no non-operand registers
144   list<Register> Defs = []; // Default to modifying no non-operand registers
145
146   // Predicates - List of predicates which will be turned into isel matching
147   // code.
148   list<Predicate> Predicates = [];
149
150   // Code size.
151   int CodeSize = 0;
152
153   // Added complexity passed onto matching pattern.
154   int AddedComplexity  = 0;
155
156   // These bits capture information about the high-level semantics of the
157   // instruction.
158   bit isReturn     = 0;     // Is this instruction a return instruction?
159   bit isBranch     = 0;     // Is this instruction a branch instruction?
160   bit isBarrier    = 0;     // Can control flow fall through this instruction?
161   bit isCall       = 0;     // Is this instruction a call instruction?
162   bit isLoad       = 0;     // Is this instruction a load instruction?
163   bit isStore      = 0;     // Is this instruction a store instruction?
164   bit isTwoAddress = 0;     // Is this a two address instruction?
165   bit isConvertibleToThreeAddress = 0;  // Can this 2-addr instruction promote?
166   bit isCommutable = 0;     // Is this 3 operand instruction commutable?
167   bit isTerminator = 0;     // Is this part of the terminator for a basic block?
168   bit hasDelaySlot = 0;     // Does this instruction have an delay slot?
169   bit usesCustomDAGSchedInserter = 0; // Pseudo instr needing special help.
170   bit hasCtrlDep   = 0;     // Does this instruction r/w ctrl-flow chains?
171   bit noResults    = 0;     // Does this instruction produce no results?
172   
173   InstrItinClass Itinerary = NoItinerary;// Execution steps used for scheduling.
174
175   string Constraints = "";
176 }
177
178 /// Imp - Helper class for specifying the implicit uses/defs set for an
179 /// instruction.
180 class Imp<list<Register> uses, list<Register> defs> {
181   list<Register> Uses = uses;
182   list<Register> Defs = defs;
183 }
184
185 /// Predicates - These are extra conditionals which are turned into instruction
186 /// selector matching code. Currently each predicate is just a string.
187 class Predicate<string cond> {
188   string CondString = cond;
189 }
190
191 class Requires<list<Predicate> preds> {
192   list<Predicate> Predicates = preds;
193 }
194
195 /// ops definition - This is just a simple marker used to identify the operands
196 /// list for an instruction.  This should be used like this:
197 ///     (ops R32:$dst, R32:$src) or something similar.
198 def ops;
199
200 /// variable_ops definition - Mark this instruction as taking a variable number
201 /// of operands.
202 def variable_ops;
203
204 /// ptr_rc definition - Mark this operand as being a pointer value whose
205 /// register class is resolved dynamically via a callback to TargetInstrInfo.
206 /// FIXME: We should probably change this to a class which contain a list of
207 /// flags. But currently we have but one flag.
208 def ptr_rc;
209
210 /// Operand Types - These provide the built-in operand types that may be used
211 /// by a target.  Targets can optionally provide their own operand types as
212 /// needed, though this should not be needed for RISC targets.
213 class Operand<ValueType ty> {
214   ValueType Type = ty;
215   string PrintMethod = "printOperand";
216   int NumMIOperands = 1;
217   dag MIOperandInfo = (ops);
218 }
219
220 def i1imm  : Operand<i1>;
221 def i8imm  : Operand<i8>;
222 def i16imm : Operand<i16>;
223 def i32imm : Operand<i32>;
224 def i64imm : Operand<i64>;
225
226 // InstrInfo - This class should only be instantiated once to provide parameters
227 // which are global to the the target machine.
228 //
229 class InstrInfo {
230   // If the target wants to associate some target-specific information with each
231   // instruction, it should provide these two lists to indicate how to assemble
232   // the target specific information into the 32 bits available.
233   //
234   list<string> TSFlagsFields = [];
235   list<int>    TSFlagsShifts = [];
236
237   // Target can specify its instructions in either big or little-endian formats.
238   // For instance, while both Sparc and PowerPC are big-endian platforms, the
239   // Sparc manual specifies its instructions in the format [31..0] (big), while
240   // PowerPC specifies them using the format [0..31] (little).
241   bit isLittleEndianEncoding = 0;
242 }
243
244 // Standard Instructions.
245 def PHI : Instruction {
246   let OperandList = (ops variable_ops);
247   let AsmString = "PHINODE";
248   let Namespace = "TargetInstrInfo";
249 }
250 def INLINEASM : Instruction {
251   let OperandList = (ops variable_ops);
252   let AsmString = "";
253   let Namespace = "TargetInstrInfo";
254 }
255
256 //===----------------------------------------------------------------------===//
257 // AsmWriter - This class can be implemented by targets that need to customize
258 // the format of the .s file writer.
259 //
260 // Subtargets can have multiple different asmwriters (e.g. AT&T vs Intel syntax
261 // on X86 for example).
262 //
263 class AsmWriter {
264   // AsmWriterClassName - This specifies the suffix to use for the asmwriter
265   // class.  Generated AsmWriter classes are always prefixed with the target
266   // name.
267   string AsmWriterClassName  = "AsmPrinter";
268
269   // InstFormatName - AsmWriters can specify the name of the format string to
270   // print instructions with.
271   string InstFormatName = "AsmString";
272
273   // Variant - AsmWriters can be of multiple different variants.  Variants are
274   // used to support targets that need to emit assembly code in ways that are
275   // mostly the same for different targets, but have minor differences in
276   // syntax.  If the asmstring contains {|} characters in them, this integer
277   // will specify which alternative to use.  For example "{x|y|z}" with Variant
278   // == 1, will expand to "y".
279   int Variant = 0;
280 }
281 def DefaultAsmWriter : AsmWriter;
282
283
284 //===----------------------------------------------------------------------===//
285 // Target - This class contains the "global" target information
286 //
287 class Target {
288   // InstructionSet - Instruction set description for this target.
289   InstrInfo InstructionSet;
290
291   // AssemblyWriters - The AsmWriter instances available for this target.
292   list<AsmWriter> AssemblyWriters = [DefaultAsmWriter];
293 }
294
295 //===----------------------------------------------------------------------===//
296 // SubtargetFeature - A characteristic of the chip set.
297 //
298 class SubtargetFeature<string n, string a,  string v, string d> {
299   // Name - Feature name.  Used by command line (-mattr=) to determine the
300   // appropriate target chip.
301   //
302   string Name = n;
303   
304   // Attribute - Attribute to be set by feature.
305   //
306   string Attribute = a;
307   
308   // Value - Value the attribute to be set to by feature.
309   //
310   string Value = v;
311   
312   // Desc - Feature description.  Used by command line (-mattr=) to display help
313   // information.
314   //
315   string Desc = d;
316 }
317
318 //===----------------------------------------------------------------------===//
319 // Processor chip sets - These values represent each of the chip sets supported
320 // by the scheduler.  Each Processor definition requires corresponding
321 // instruction itineraries.
322 //
323 class Processor<string n, ProcessorItineraries pi, list<SubtargetFeature> f> {
324   // Name - Chip set name.  Used by command line (-mcpu=) to determine the
325   // appropriate target chip.
326   //
327   string Name = n;
328   
329   // ProcItin - The scheduling information for the target processor.
330   //
331   ProcessorItineraries ProcItin = pi;
332   
333   // Features - list of 
334   list<SubtargetFeature> Features = f;
335 }
336
337 //===----------------------------------------------------------------------===//
338 // Pull in the common support for DAG isel generation
339 //
340 include "TargetSelectionDAG.td"