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[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, 10>;   // 128-bit floating point value
39 def FlagVT : ValueType<0  , 11>;   // Condition code or machine flag
40 def isVoid : ValueType<0  , 12>;   // Produces no value
41
42 //===----------------------------------------------------------------------===//
43 // Register file description - These classes are used to fill in the target
44 // description classes.
45
46 class RegisterClass; // Forward def
47
48 // Register - You should define one instance of this class for each register
49 // in the target machine.  String n will become the "name" of the register.
50 class Register<string n> {
51   string Namespace = "";
52   string Name = n;
53
54   // SpillSize - If this value is set to a non-zero value, it is the size in
55   // bits of the spill slot required to hold this register.  If this value is
56   // set to zero, the information is inferred from any register classes the
57   // register belongs to.
58   int SpillSize = 0;
59
60   // SpillAlignment - This value is used to specify the alignment required for
61   // spilling the register.  Like SpillSize, this should only be explicitly
62   // specified if the register is not in a register class.
63   int SpillAlignment = 0;
64
65   // Aliases - A list of registers that this register overlaps with.  A read or
66   // modification of this register can potentially read or modifie the aliased
67   // registers.
68   //
69   list<Register> Aliases = [];
70 }
71
72 // RegisterGroup - This can be used to define instances of Register which
73 // need to specify aliases.
74 // List "aliases" specifies which registers are aliased to this one.  This
75 // allows the code generator to be careful not to put two values with 
76 // overlapping live ranges into registers which alias.
77 class RegisterGroup<string n, list<Register> aliases> : Register<n> {
78   let Aliases = aliases;
79 }
80
81 // RegisterClass - Now that all of the registers are defined, and aliases
82 // between registers are defined, specify which registers belong to which
83 // register classes.  This also defines the default allocation order of
84 // registers by register allocators.
85 //
86 class RegisterClass<string namespace, ValueType regType, int alignment,
87                     list<Register> regList> {
88   string Namespace = namespace;
89
90   // RegType - Specify the ValueType of the registers in this register class.
91   // Note that all registers in a register class must have the same ValueType.
92   //
93   ValueType RegType = regType;
94
95   // Alignment - Specify the alignment required of the registers when they are
96   // stored or loaded to memory.
97   //
98   int Size = RegType.Size;
99   int Alignment = alignment;
100
101   // MemberList - Specify which registers are in this class.  If the
102   // allocation_order_* method are not specified, this also defines the order of
103   // allocation used by the register allocator.
104   //
105   list<Register> MemberList = regList;
106
107   // MethodProtos/MethodBodies - These members can be used to insert arbitrary
108   // code into a generated register class.   The normal usage of this is to 
109   // overload virtual methods.
110   code MethodProtos = [{}];
111   code MethodBodies = [{}];
112 }
113
114
115 //===----------------------------------------------------------------------===//
116 // Instruction set description - These classes correspond to the C++ classes in
117 // the Target/TargetInstrInfo.h file.
118 //
119 class Instruction {
120   string Name = "";         // The opcode string for this instruction
121   string Namespace = "";
122
123   dag OperandList;          // An dag containing the MI operand list.
124   string AsmString = "";    // The .s format to print the instruction with.
125
126   // Pattern - Set to the DAG pattern for this instruction, if we know of one,
127   // otherwise, uninitialized.
128   list<dag> Pattern;
129
130   // The follow state will eventually be inferred automatically from the
131   // instruction pattern.
132
133   list<Register> Uses = []; // Default to using no non-operand registers
134   list<Register> Defs = []; // Default to modifying no non-operand registers
135
136   // These bits capture information about the high-level semantics of the
137   // instruction.
138   bit isReturn     = 0;     // Is this instruction a return instruction?
139   bit isBranch     = 0;     // Is this instruction a branch instruction?
140   bit isBarrier    = 0;     // Can control flow fall through this instruction?
141   bit isCall       = 0;     // Is this instruction a call instruction?
142   bit isLoad       = 0;     // Is this instruction a load instruction?
143   bit isStore      = 0;     // Is this instruction a store instruction?
144   bit isTwoAddress = 0;     // Is this a two address instruction?
145   bit isConvertibleToThreeAddress = 0;  // Can this 2-addr instruction promote?
146   bit isCommutable = 0;     // Is this 3 operand instruction commutable?
147   bit isTerminator = 0;     // Is this part of the terminator for a basic block?
148   bit hasDelaySlot = 0;     // Does this instruction have an delay slot?
149   bit usesCustomDAGSchedInserter = 0; // Pseudo instr needing special help.
150 }
151
152
153 /// ops definition - This is just a simple marker used to identify the operands
154 /// list for an instruction.  This should be used like this:
155 ///     (ops R32:$dst, R32:$src) or something similar.
156 def ops;
157
158 /// variable_ops definition - Mark this instruction as taking a variable number
159 /// of operands.
160 def variable_ops;
161
162 /// Operand Types - These provide the built-in operand types that may be used
163 /// by a target.  Targets can optionally provide their own operand types as
164 /// needed, though this should not be needed for RISC targets.
165 class Operand<ValueType ty> {
166   int NumMIOperands = 1;
167   ValueType Type = ty;
168   string PrintMethod = "printOperand";
169 }
170
171 def i1imm  : Operand<i1>;
172 def i8imm  : Operand<i8>;
173 def i16imm : Operand<i16>;
174 def i32imm : Operand<i32>;
175 def i64imm : Operand<i64>;
176
177 // InstrInfo - This class should only be instantiated once to provide parameters
178 // which are global to the the target machine.
179 //
180 class InstrInfo {
181   Instruction PHIInst;
182
183   // If the target wants to associate some target-specific information with each
184   // instruction, it should provide these two lists to indicate how to assemble
185   // the target specific information into the 32 bits available.
186   //
187   list<string> TSFlagsFields = [];
188   list<int>    TSFlagsShifts = [];
189
190   // Target can specify its instructions in either big or little-endian formats.
191   // For instance, while both Sparc and PowerPC are big-endian platforms, the
192   // Sparc manual specifies its instructions in the format [31..0] (big), while
193   // PowerPC specifies them using the format [0..31] (little).
194   bit isLittleEndianEncoding = 0;
195 }
196
197 //===----------------------------------------------------------------------===//
198 // AsmWriter - This class can be implemented by targets that need to customize
199 // the format of the .s file writer.
200 //
201 // Subtargets can have multiple different asmwriters (e.g. AT&T vs Intel syntax
202 // on X86 for example).
203 //
204 class AsmWriter {
205   // AsmWriterClassName - This specifies the suffix to use for the asmwriter
206   // class.  Generated AsmWriter classes are always prefixed with the target
207   // name.
208   string AsmWriterClassName  = "AsmPrinter";
209
210   // InstFormatName - AsmWriters can specify the name of the format string to
211   // print instructions with.
212   string InstFormatName = "AsmString";
213
214   // Variant - AsmWriters can be of multiple different variants.  Variants are
215   // used to support targets that need to emit assembly code in ways that are
216   // mostly the same for different targets, but have minor differences in
217   // syntax.  If the asmstring contains {|} characters in them, this integer
218   // will specify which alternative to use.  For example "{x|y|z}" with Variant
219   // == 1, will expand to "y".
220   int Variant = 0;
221 }
222 def DefaultAsmWriter : AsmWriter;
223
224
225 //===----------------------------------------------------------------------===//
226 // Target - This class contains the "global" target information
227 //
228 class Target {
229   // CalleeSavedRegisters - As you might guess, this is a list of the callee
230   // saved registers for a target.
231   list<Register> CalleeSavedRegisters = [];
232   
233   // PointerType - Specify the value type to be used to represent pointers in
234   // this target.  Typically this is an i32 or i64 type.
235   ValueType PointerType;
236
237   // InstructionSet - Instruction set description for this target.
238   InstrInfo InstructionSet;
239
240   // AssemblyWriters - The AsmWriter instances available for this target.
241   list<AsmWriter> AssemblyWriters = [DefaultAsmWriter];
242 }
243
244
245 //===----------------------------------------------------------------------===//
246 // DAG node definitions used by the instruction selector.
247 //
248 // NOTE: all of this is a work-in-progress and should be ignored for now.
249 //
250 /*
251 class Expander<dag pattern, list<dag> result> {
252   dag Pattern      = pattern;
253   list<dag> Result = result;
254 }
255
256 class DagNodeValType;
257 def DNVT_any   : DagNodeValType;  // No constraint on tree node
258 def DNVT_void  : DagNodeValType;  // Tree node always returns void
259 def DNVT_val   : DagNodeValType;  // A non-void type
260 def DNVT_arg0  : DagNodeValType;  // Tree node returns same type as Arg0
261 def DNVT_arg1  : DagNodeValType;  // Tree node returns same type as Arg1
262 def DNVT_ptr   : DagNodeValType;  // The target pointer type
263 def DNVT_i8    : DagNodeValType;  // Always have an i8 value
264
265 class DagNode<DagNodeValType ret, list<DagNodeValType> args> {
266   DagNodeValType RetType = ret;
267   list<DagNodeValType> ArgTypes = args;
268   string EnumName = ?;
269 }
270
271 // BuiltinDagNodes are built into the instruction selector and correspond to
272 // enum values.
273 class BuiltinDagNode<DagNodeValType Ret, list<DagNodeValType> Args,
274                      string Ename> : DagNode<Ret, Args> {
275   let EnumName = Ename;
276 }
277
278 // Magic nodes...
279 def Void       : RegisterClass<isVoid,0,[]> { let isDummyClass = 1; }
280 def set        : DagNode<DNVT_void, [DNVT_val, DNVT_arg0]>;
281 def chain      : BuiltinDagNode<DNVT_void, [DNVT_void, DNVT_void], "ChainNode">;
282 def blockchain : BuiltinDagNode<DNVT_void, [DNVT_void, DNVT_void],
283                                 "BlockChainNode">;
284 def ChainExpander      : Expander<(chain Void, Void), []>;
285 def BlockChainExpander : Expander<(blockchain Void, Void), []>;
286
287
288 // Terminals...
289 def imm        : BuiltinDagNode<DNVT_val, [], "Constant">;
290 def frameidx   : BuiltinDagNode<DNVT_ptr, [], "FrameIndex">;
291 def basicblock : BuiltinDagNode<DNVT_ptr, [], "BasicBlock">;
292
293 // Arithmetic...
294 def plus    : BuiltinDagNode<DNVT_arg0, [DNVT_arg1, DNVT_arg0], "Plus">;
295 def minus   : BuiltinDagNode<DNVT_arg0, [DNVT_arg1, DNVT_arg0], "Minus">;
296 def times   : BuiltinDagNode<DNVT_arg0, [DNVT_arg1, DNVT_arg0], "Times">;
297 def sdiv    : BuiltinDagNode<DNVT_arg0, [DNVT_arg1, DNVT_arg0], "SDiv">;
298 def udiv    : BuiltinDagNode<DNVT_arg0, [DNVT_arg1, DNVT_arg0], "UDiv">;
299 def srem    : BuiltinDagNode<DNVT_arg0, [DNVT_arg1, DNVT_arg0], "SRem">;
300 def urem    : BuiltinDagNode<DNVT_arg0, [DNVT_arg1, DNVT_arg0], "URem">;
301 def and     : BuiltinDagNode<DNVT_arg0, [DNVT_arg1, DNVT_arg0], "And">;
302 def or      : BuiltinDagNode<DNVT_arg0, [DNVT_arg1, DNVT_arg0], "Or">;
303 def xor     : BuiltinDagNode<DNVT_arg0, [DNVT_arg1, DNVT_arg0], "Xor">;
304
305 // Comparisons...
306 def seteq   : BuiltinDagNode<DNVT_i8  , [DNVT_arg1, DNVT_arg0], "SetEQ">;
307 def setne   : BuiltinDagNode<DNVT_i8  , [DNVT_arg1, DNVT_arg0], "SetNE">;
308 def setlt   : BuiltinDagNode<DNVT_i8  , [DNVT_arg1, DNVT_arg0], "SetLT">;
309 def setle   : BuiltinDagNode<DNVT_i8  , [DNVT_arg1, DNVT_arg0], "SetLE">;
310 def setgt   : BuiltinDagNode<DNVT_i8  , [DNVT_arg1, DNVT_arg0], "SetGT">;
311 def setge   : BuiltinDagNode<DNVT_i8  , [DNVT_arg1, DNVT_arg0], "SetGE">;
312
313 def load    : BuiltinDagNode<DNVT_val, [DNVT_ptr], "Load">;
314 //def store   : BuiltinDagNode<DNVT_Void, [DNVT_ptr, DNVT_val]>;
315
316 // Other...
317 def ret     : BuiltinDagNode<DNVT_void, [DNVT_val], "Ret">;
318 def retvoid : BuiltinDagNode<DNVT_void, [], "RetVoid">;
319 def br      : BuiltinDagNode<DNVT_void, [DNVT_ptr], "Br">;
320 def brcond  : BuiltinDagNode<DNVT_void, [DNVT_i8, DNVT_ptr, DNVT_ptr],
321                              "BrCond">;
322
323 def unspec1 : BuiltinDagNode<DNVT_any , [DNVT_val], "Unspec1">;
324 def unspec2 : BuiltinDagNode<DNVT_any , [DNVT_val, DNVT_val], "Unspec2">;
325
326 //===----------------------------------------------------------------------===//
327 // DAG nonterminals definitions used by the instruction selector...
328 //
329 class Nonterminal<dag pattern> {
330   dag Pattern = pattern;
331   bit BuiltIn = 0;
332 }
333
334 */