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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 // 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 modify 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 isReMaterializable = 0; // Is this instruction re-materializable?
169   bit hasDelaySlot = 0;     // Does this instruction have an delay slot?
170   bit usesCustomDAGSchedInserter = 0; // Pseudo instr needing special help.
171   bit hasCtrlDep   = 0;     // Does this instruction r/w ctrl-flow chains?
172   bit noResults    = 0;     // Does this instruction produce no results?
173   
174   InstrItinClass Itinerary = NoItinerary;// Execution steps used for scheduling.
175
176   string Constraints = "";  // OperandConstraint, e.g. $src = $dst.
177   
178   /// DisableEncoding - List of operand names (e.g. "$op1,$op2") that should not
179   /// be encoded into the output machineinstr.
180   string DisableEncoding = "";
181 }
182
183 /// Imp - Helper class for specifying the implicit uses/defs set for an
184 /// instruction.
185 class Imp<list<Register> uses, list<Register> defs> {
186   list<Register> Uses = uses;
187   list<Register> Defs = defs;
188 }
189
190 /// Predicates - These are extra conditionals which are turned into instruction
191 /// selector matching code. Currently each predicate is just a string.
192 class Predicate<string cond> {
193   string CondString = cond;
194 }
195
196 class Requires<list<Predicate> preds> {
197   list<Predicate> Predicates = preds;
198 }
199
200 /// ops definition - This is just a simple marker used to identify the operands
201 /// list for an instruction.  This should be used like this:
202 ///     (ops R32:$dst, R32:$src) or something similar.
203 def ops;
204
205 /// variable_ops definition - Mark this instruction as taking a variable number
206 /// of operands.
207 def variable_ops;
208
209 /// ptr_rc definition - Mark this operand as being a pointer value whose
210 /// register class is resolved dynamically via a callback to TargetInstrInfo.
211 /// FIXME: We should probably change this to a class which contain a list of
212 /// flags. But currently we have but one flag.
213 def ptr_rc;
214
215 /// Operand Types - These provide the built-in operand types that may be used
216 /// by a target.  Targets can optionally provide their own operand types as
217 /// needed, though this should not be needed for RISC targets.
218 class Operand<ValueType ty> {
219   ValueType Type = ty;
220   string PrintMethod = "printOperand";
221   dag MIOperandInfo = (ops);
222 }
223
224 def i1imm  : Operand<i1>;
225 def i8imm  : Operand<i8>;
226 def i16imm : Operand<i16>;
227 def i32imm : Operand<i32>;
228 def i64imm : Operand<i64>;
229
230
231 /// PredicateOperand - This can be used to define a predicate operand for an
232 /// instruction.  OpTypes specifies the MIOperandInfo for the operand, and
233 /// AlwaysVal specifies the value of this predicate when set to "always
234 /// execute".
235 class PredicateOperand<dag OpTypes, dag AlwaysVal> : Operand<OtherVT> {
236   let MIOperandInfo = OpTypes;
237   dag ExecuteAlways = AlwaysVal;
238 }
239
240
241 // InstrInfo - This class should only be instantiated once to provide parameters
242 // which are global to the the target machine.
243 //
244 class InstrInfo {
245   // If the target wants to associate some target-specific information with each
246   // instruction, it should provide these two lists to indicate how to assemble
247   // the target specific information into the 32 bits available.
248   //
249   list<string> TSFlagsFields = [];
250   list<int>    TSFlagsShifts = [];
251
252   // Target can specify its instructions in either big or little-endian formats.
253   // For instance, while both Sparc and PowerPC are big-endian platforms, the
254   // Sparc manual specifies its instructions in the format [31..0] (big), while
255   // PowerPC specifies them using the format [0..31] (little).
256   bit isLittleEndianEncoding = 0;
257 }
258
259 // Standard Instructions.
260 def PHI : Instruction {
261   let OperandList = (ops variable_ops);
262   let AsmString = "PHINODE";
263   let Namespace = "TargetInstrInfo";
264 }
265 def INLINEASM : Instruction {
266   let OperandList = (ops variable_ops);
267   let AsmString = "";
268   let Namespace = "TargetInstrInfo";
269 }
270 def LABEL : Instruction {
271   let OperandList = (ops i32imm:$id);
272   let AsmString = "";
273   let Namespace = "TargetInstrInfo";
274   let hasCtrlDep = 1;
275 }
276
277 //===----------------------------------------------------------------------===//
278 // AsmWriter - This class can be implemented by targets that need to customize
279 // the format of the .s file writer.
280 //
281 // Subtargets can have multiple different asmwriters (e.g. AT&T vs Intel syntax
282 // on X86 for example).
283 //
284 class AsmWriter {
285   // AsmWriterClassName - This specifies the suffix to use for the asmwriter
286   // class.  Generated AsmWriter classes are always prefixed with the target
287   // name.
288   string AsmWriterClassName  = "AsmPrinter";
289
290   // InstFormatName - AsmWriters can specify the name of the format string to
291   // print instructions with.
292   string InstFormatName = "AsmString";
293
294   // Variant - AsmWriters can be of multiple different variants.  Variants are
295   // used to support targets that need to emit assembly code in ways that are
296   // mostly the same for different targets, but have minor differences in
297   // syntax.  If the asmstring contains {|} characters in them, this integer
298   // will specify which alternative to use.  For example "{x|y|z}" with Variant
299   // == 1, will expand to "y".
300   int Variant = 0;
301 }
302 def DefaultAsmWriter : AsmWriter;
303
304
305 //===----------------------------------------------------------------------===//
306 // Target - This class contains the "global" target information
307 //
308 class Target {
309   // InstructionSet - Instruction set description for this target.
310   InstrInfo InstructionSet;
311
312   // AssemblyWriters - The AsmWriter instances available for this target.
313   list<AsmWriter> AssemblyWriters = [DefaultAsmWriter];
314 }
315
316 //===----------------------------------------------------------------------===//
317 // SubtargetFeature - A characteristic of the chip set.
318 //
319 class SubtargetFeature<string n, string a,  string v, string d> {
320   // Name - Feature name.  Used by command line (-mattr=) to determine the
321   // appropriate target chip.
322   //
323   string Name = n;
324   
325   // Attribute - Attribute to be set by feature.
326   //
327   string Attribute = a;
328   
329   // Value - Value the attribute to be set to by feature.
330   //
331   string Value = v;
332   
333   // Desc - Feature description.  Used by command line (-mattr=) to display help
334   // information.
335   //
336   string Desc = d;
337 }
338
339 //===----------------------------------------------------------------------===//
340 // Processor chip sets - These values represent each of the chip sets supported
341 // by the scheduler.  Each Processor definition requires corresponding
342 // instruction itineraries.
343 //
344 class Processor<string n, ProcessorItineraries pi, list<SubtargetFeature> f> {
345   // Name - Chip set name.  Used by command line (-mcpu=) to determine the
346   // appropriate target chip.
347   //
348   string Name = n;
349   
350   // ProcItin - The scheduling information for the target processor.
351   //
352   ProcessorItineraries ProcItin = pi;
353   
354   // Features - list of 
355   list<SubtargetFeature> Features = f;
356 }
357
358 //===----------------------------------------------------------------------===//
359 // Pull in the common support for calling conventions.
360 //
361 include "TargetCallingConv.td"
362
363 //===----------------------------------------------------------------------===//
364 // Pull in the common support for DAG isel generation.
365 //
366 include "TargetSelectionDAG.td"