Revert the last couple of patches here and go back to something
[oota-llvm.git] / lib / Target / X86 / X86InstrFMA.td
1 //===-- X86InstrFMA.td - FMA Instruction Set ---------------*- 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 // This file describes FMA (Fused Multiply-Add) instructions.
11 //
12 //===----------------------------------------------------------------------===//
13
14 //===----------------------------------------------------------------------===//
15 // FMA3 - Intel 3 operand Fused Multiply-Add instructions
16 //===----------------------------------------------------------------------===//
17
18 let Constraints = "$src1 = $dst" in {
19 multiclass fma3p_rm<bits<8> opc, string OpcodeStr,
20                     PatFrag MemFrag128, PatFrag MemFrag256,
21                     ValueType OpVT128, ValueType OpVT256,
22                     SDPatternOperator Op = null_frag> {
23   let usesCustomInserter = 1 in
24   def r     : FMA3<opc, MRMSrcReg, (outs VR128:$dst),
25                    (ins VR128:$src1, VR128:$src2, VR128:$src3),
26                    !strconcat(OpcodeStr,
27                               "\t{$src3, $src2, $dst|$dst, $src2, $src3}"),
28                    [(set VR128:$dst, (OpVT128 (Op VR128:$src2,
29                                                VR128:$src1, VR128:$src3)))]>;
30
31   let mayLoad = 1 in
32   def m     : FMA3<opc, MRMSrcMem, (outs VR128:$dst),
33                    (ins VR128:$src1, VR128:$src2, f128mem:$src3),
34                    !strconcat(OpcodeStr,
35                               "\t{$src3, $src2, $dst|$dst, $src2, $src3}"),
36                    [(set VR128:$dst, (OpVT128 (Op VR128:$src2, VR128:$src1,
37                                                (MemFrag128 addr:$src3))))]>;
38
39   let usesCustomInserter = 1 in
40   def rY    : FMA3<opc, MRMSrcReg, (outs VR256:$dst),
41                    (ins VR256:$src1, VR256:$src2, VR256:$src3),
42                    !strconcat(OpcodeStr,
43                               "\t{$src3, $src2, $dst|$dst, $src2, $src3}"),
44                    [(set VR256:$dst, (OpVT256 (Op VR256:$src2, VR256:$src1,
45                                                VR256:$src3)))]>, VEX_L;
46
47   let mayLoad = 1 in
48   def mY    : FMA3<opc, MRMSrcMem, (outs VR256:$dst),
49                    (ins VR256:$src1, VR256:$src2, f256mem:$src3),
50                    !strconcat(OpcodeStr,
51                               "\t{$src3, $src2, $dst|$dst, $src2, $src3}"),
52                    [(set VR256:$dst,
53                      (OpVT256 (Op VR256:$src2, VR256:$src1,
54                                (MemFrag256 addr:$src3))))]>, VEX_L;
55 }
56 } // Constraints = "$src1 = $dst"
57
58 multiclass fma3p_forms<bits<8> opc132, bits<8> opc213, bits<8> opc231,
59                        string OpcodeStr, string PackTy,
60                        PatFrag MemFrag128, PatFrag MemFrag256,
61                        SDNode Op, ValueType OpTy128, ValueType OpTy256> {
62   let isCommutable = 1 in
63   defm r213 : fma3p_rm<opc213,
64                        !strconcat(OpcodeStr, "213", PackTy),
65                        MemFrag128, MemFrag256, OpTy128, OpTy256, Op>;
66 let neverHasSideEffects = 1 in {
67   defm r132 : fma3p_rm<opc132,
68                        !strconcat(OpcodeStr, "132", PackTy),
69                        MemFrag128, MemFrag256, OpTy128, OpTy256>;
70   let isCommutable = 1 in
71   defm r231 : fma3p_rm<opc231,
72                        !strconcat(OpcodeStr, "231", PackTy),
73                        MemFrag128, MemFrag256, OpTy128, OpTy256>;
74 } // neverHasSideEffects = 1
75 }
76
77 // Fused Multiply-Add
78 let ExeDomain = SSEPackedSingle in {
79   defm VFMADDPS    : fma3p_forms<0x98, 0xA8, 0xB8, "vfmadd", "ps", loadv4f32,
80                                  loadv8f32, X86Fmadd, v4f32, v8f32>;
81   defm VFMSUBPS    : fma3p_forms<0x9A, 0xAA, 0xBA, "vfmsub", "ps", loadv4f32,
82                                  loadv8f32, X86Fmsub, v4f32, v8f32>;
83   defm VFMADDSUBPS : fma3p_forms<0x96, 0xA6, 0xB6, "vfmaddsub", "ps",
84                                  loadv4f32, loadv8f32, X86Fmaddsub,
85                                  v4f32, v8f32>;
86   defm VFMSUBADDPS : fma3p_forms<0x97, 0xA7, 0xB7, "vfmsubadd", "ps",
87                                  loadv4f32, loadv8f32, X86Fmsubadd,
88                                  v4f32, v8f32>;
89 }
90
91 let ExeDomain = SSEPackedDouble in {
92   defm VFMADDPD    : fma3p_forms<0x98, 0xA8, 0xB8, "vfmadd", "pd", loadv2f64,
93                                  loadv4f64, X86Fmadd, v2f64, v4f64>, VEX_W;
94   defm VFMSUBPD    : fma3p_forms<0x9A, 0xAA, 0xBA, "vfmsub", "pd", loadv2f64,
95                                  loadv4f64, X86Fmsub, v2f64, v4f64>, VEX_W;
96   defm VFMADDSUBPD : fma3p_forms<0x96, 0xA6, 0xB6, "vfmaddsub", "pd",
97                                  loadv2f64, loadv4f64, X86Fmaddsub,
98                                  v2f64, v4f64>, VEX_W;
99   defm VFMSUBADDPD : fma3p_forms<0x97, 0xA7, 0xB7, "vfmsubadd", "pd",
100                                  loadv2f64, loadv4f64, X86Fmsubadd,
101                                  v2f64, v4f64>, VEX_W;
102 }
103
104 // Fused Negative Multiply-Add
105 let ExeDomain = SSEPackedSingle in {
106   defm VFNMADDPS : fma3p_forms<0x9C, 0xAC, 0xBC, "vfnmadd", "ps",  loadv4f32,
107                                loadv8f32, X86Fnmadd, v4f32, v8f32>;
108   defm VFNMSUBPS : fma3p_forms<0x9E, 0xAE, 0xBE, "vfnmsub", "ps",  loadv4f32,
109                                loadv8f32, X86Fnmsub, v4f32, v8f32>;
110 }
111 let ExeDomain = SSEPackedDouble in {
112   defm VFNMADDPD : fma3p_forms<0x9C, 0xAC, 0xBC, "vfnmadd", "pd", loadv2f64,
113                                loadv4f64, X86Fnmadd, v2f64, v4f64>, VEX_W;
114   defm VFNMSUBPD : fma3p_forms<0x9E, 0xAE, 0xBE, "vfnmsub", "pd",
115                                loadv2f64, loadv4f64, X86Fnmsub, v2f64,
116                                v4f64>, VEX_W;
117 }
118
119 let Constraints = "$src1 = $dst" in {
120 multiclass fma3s_rm<bits<8> opc, string OpcodeStr, X86MemOperand x86memop,
121                     RegisterClass RC, ValueType OpVT, PatFrag mem_frag,
122                     SDPatternOperator OpNode = null_frag> {
123   let usesCustomInserter = 1 in
124   def r     : FMA3<opc, MRMSrcReg, (outs RC:$dst),
125                    (ins RC:$src1, RC:$src2, RC:$src3),
126                    !strconcat(OpcodeStr,
127                               "\t{$src3, $src2, $dst|$dst, $src2, $src3}"),
128                    [(set RC:$dst,
129                      (OpVT (OpNode RC:$src2, RC:$src1, RC:$src3)))]>;
130
131   let mayLoad = 1 in
132   def m     : FMA3<opc, MRMSrcMem, (outs RC:$dst),
133                    (ins RC:$src1, RC:$src2, x86memop:$src3),
134                    !strconcat(OpcodeStr,
135                               "\t{$src3, $src2, $dst|$dst, $src2, $src3}"),
136                    [(set RC:$dst,
137                      (OpVT (OpNode RC:$src2, RC:$src1,
138                             (mem_frag addr:$src3))))]>;
139 }
140 } // Constraints = "$src1 = $dst"
141
142 multiclass fma3s_forms<bits<8> opc132, bits<8> opc213, bits<8> opc231,
143                        string OpStr, string PackTy, string PT2, Intrinsic Int,
144                        SDNode OpNode, RegisterClass RC, ValueType OpVT,
145                        X86MemOperand x86memop, Operand memop, PatFrag mem_frag,
146                        ComplexPattern mem_cpat> {
147 let neverHasSideEffects = 1 in {
148   defm r132 : fma3s_rm<opc132, !strconcat(OpStr, "132", PackTy),
149                        x86memop, RC, OpVT, mem_frag>;
150   let isCommutable = 1 in
151   defm r231 : fma3s_rm<opc231, !strconcat(OpStr, "231", PackTy),
152                        x86memop, RC, OpVT, mem_frag>;
153 }
154
155 let isCommutable = 1 in
156 defm r213 : fma3s_rm<opc213, !strconcat(OpStr, "213", PackTy),
157                      x86memop, RC, OpVT, mem_frag, OpNode>;
158 }
159
160 multiclass fma3s<bits<8> opc132, bits<8> opc213, bits<8> opc231,
161                  string OpStr, Intrinsic IntF32, Intrinsic IntF64,
162                  SDNode OpNode> {
163   defm SS : fma3s_forms<opc132, opc213, opc231, OpStr, "ss", "SS", IntF32, OpNode,
164                         FR32, f32, f32mem, ssmem, loadf32, sse_load_f32>;
165   defm SD : fma3s_forms<opc132, opc213, opc231, OpStr, "sd", "PD", IntF64, OpNode,
166                         FR64, f64, f64mem, sdmem, loadf64, sse_load_f64>, VEX_W;
167
168   def : Pat<(IntF32 VR128:$src1, VR128:$src2, VR128:$src3),
169             (COPY_TO_REGCLASS
170               (!cast<Instruction>(NAME#"SSr213r")
171                 (COPY_TO_REGCLASS $src2, FR32),
172                 (COPY_TO_REGCLASS $src1, FR32),
173                 (COPY_TO_REGCLASS $src3, FR32)),
174               VR128)>;
175
176   def : Pat<(IntF64 VR128:$src1, VR128:$src2, VR128:$src3),
177             (COPY_TO_REGCLASS
178               (!cast<Instruction>(NAME#"SDr213r")
179                 (COPY_TO_REGCLASS $src2, FR64),
180                 (COPY_TO_REGCLASS $src1, FR64),
181                 (COPY_TO_REGCLASS $src3, FR64)),
182               VR128)>;
183 }
184
185 defm VFMADD : fma3s<0x99, 0xA9, 0xB9, "vfmadd", int_x86_fma_vfmadd_ss,
186                     int_x86_fma_vfmadd_sd, X86Fmadd>, VEX_LIG;
187 defm VFMSUB : fma3s<0x9B, 0xAB, 0xBB, "vfmsub", int_x86_fma_vfmsub_ss,
188                     int_x86_fma_vfmsub_sd, X86Fmsub>, VEX_LIG;
189
190 defm VFNMADD : fma3s<0x9D, 0xAD, 0xBD, "vfnmadd", int_x86_fma_vfnmadd_ss,
191                      int_x86_fma_vfnmadd_sd, X86Fnmadd>, VEX_LIG;
192 defm VFNMSUB : fma3s<0x9F, 0xAF, 0xBF, "vfnmsub", int_x86_fma_vfnmsub_ss,
193                      int_x86_fma_vfnmsub_sd, X86Fnmsub>, VEX_LIG;
194
195
196 //===----------------------------------------------------------------------===//
197 // FMA4 - AMD 4 operand Fused Multiply-Add instructions
198 //===----------------------------------------------------------------------===//
199
200
201 multiclass fma4s<bits<8> opc, string OpcodeStr, RegisterClass RC,
202                  X86MemOperand x86memop, ValueType OpVT, SDNode OpNode,
203                  PatFrag mem_frag> {
204   let isCommutable = 1 in
205   def rr : FMA4<opc, MRMSrcReg, (outs RC:$dst),
206            (ins RC:$src1, RC:$src2, RC:$src3),
207            !strconcat(OpcodeStr,
208            "\t{$src3, $src2, $src1, $dst|$dst, $src1, $src2, $src3}"),
209            [(set RC:$dst,
210              (OpVT (OpNode RC:$src1, RC:$src2, RC:$src3)))]>, VEX_W, VEX_LIG, MemOp4;
211   def rm : FMA4<opc, MRMSrcMem, (outs RC:$dst),
212            (ins RC:$src1, RC:$src2, x86memop:$src3),
213            !strconcat(OpcodeStr,
214            "\t{$src3, $src2, $src1, $dst|$dst, $src1, $src2, $src3}"),
215            [(set RC:$dst, (OpNode RC:$src1, RC:$src2,
216                            (mem_frag addr:$src3)))]>, VEX_W, VEX_LIG, MemOp4;
217   def mr : FMA4<opc, MRMSrcMem, (outs RC:$dst),
218            (ins RC:$src1, x86memop:$src2, RC:$src3),
219            !strconcat(OpcodeStr,
220            "\t{$src3, $src2, $src1, $dst|$dst, $src1, $src2, $src3}"),
221            [(set RC:$dst,
222              (OpNode RC:$src1, (mem_frag addr:$src2), RC:$src3))]>, VEX_LIG;
223 // For disassembler
224 let isCodeGenOnly = 1, ForceDisassemble = 1, hasSideEffects = 0 in
225   def rr_REV : FMA4<opc, MRMSrcReg, (outs RC:$dst),
226                (ins RC:$src1, RC:$src2, RC:$src3),
227                !strconcat(OpcodeStr,
228                "\t{$src3, $src2, $src1, $dst|$dst, $src1, $src2, $src3}"), []>,
229                VEX_LIG;
230 }
231
232 multiclass fma4s_int<bits<8> opc, string OpcodeStr, Operand memop,
233                      ComplexPattern mem_cpat, Intrinsic Int> {
234 let isCodeGenOnly = 1 in {
235   let isCommutable = 1 in
236   def rr_Int : FMA4<opc, MRMSrcReg, (outs VR128:$dst),
237                (ins VR128:$src1, VR128:$src2, VR128:$src3),
238                !strconcat(OpcodeStr,
239                "\t{$src3, $src2, $src1, $dst|$dst, $src1, $src2, $src3}"),
240                [(set VR128:$dst,
241                  (Int VR128:$src1, VR128:$src2, VR128:$src3))]>, VEX_W, VEX_LIG, MemOp4;
242   def rm_Int : FMA4<opc, MRMSrcMem, (outs VR128:$dst),
243                (ins VR128:$src1, VR128:$src2, memop:$src3),
244                !strconcat(OpcodeStr,
245                "\t{$src3, $src2, $src1, $dst|$dst, $src1, $src2, $src3}"),
246                [(set VR128:$dst, (Int VR128:$src1, VR128:$src2,
247                                   mem_cpat:$src3))]>, VEX_W, VEX_LIG, MemOp4;
248   def mr_Int : FMA4<opc, MRMSrcMem, (outs VR128:$dst),
249                (ins VR128:$src1, memop:$src2, VR128:$src3),
250                !strconcat(OpcodeStr,
251                "\t{$src3, $src2, $src1, $dst|$dst, $src1, $src2, $src3}"),
252                [(set VR128:$dst,
253                  (Int VR128:$src1, mem_cpat:$src2, VR128:$src3))]>, VEX_LIG;
254 } // isCodeGenOnly = 1
255 }
256
257 multiclass fma4p<bits<8> opc, string OpcodeStr, SDNode OpNode,
258                  ValueType OpVT128, ValueType OpVT256,
259                  PatFrag ld_frag128, PatFrag ld_frag256> {
260   let isCommutable = 1 in
261   def rr : FMA4<opc, MRMSrcReg, (outs VR128:$dst),
262            (ins VR128:$src1, VR128:$src2, VR128:$src3),
263            !strconcat(OpcodeStr,
264            "\t{$src3, $src2, $src1, $dst|$dst, $src1, $src2, $src3}"),
265            [(set VR128:$dst,
266              (OpVT128 (OpNode VR128:$src1, VR128:$src2, VR128:$src3)))]>,
267            VEX_W, MemOp4;
268   def rm : FMA4<opc, MRMSrcMem, (outs VR128:$dst),
269            (ins VR128:$src1, VR128:$src2, f128mem:$src3),
270            !strconcat(OpcodeStr,
271            "\t{$src3, $src2, $src1, $dst|$dst, $src1, $src2, $src3}"),
272            [(set VR128:$dst, (OpNode VR128:$src1, VR128:$src2,
273                               (ld_frag128 addr:$src3)))]>, VEX_W, MemOp4;
274   def mr : FMA4<opc, MRMSrcMem, (outs VR128:$dst),
275            (ins VR128:$src1, f128mem:$src2, VR128:$src3),
276            !strconcat(OpcodeStr,
277            "\t{$src3, $src2, $src1, $dst|$dst, $src1, $src2, $src3}"),
278            [(set VR128:$dst,
279              (OpNode VR128:$src1, (ld_frag128 addr:$src2), VR128:$src3))]>;
280   let isCommutable = 1 in
281   def rrY : FMA4<opc, MRMSrcReg, (outs VR256:$dst),
282            (ins VR256:$src1, VR256:$src2, VR256:$src3),
283            !strconcat(OpcodeStr,
284            "\t{$src3, $src2, $src1, $dst|$dst, $src1, $src2, $src3}"),
285            [(set VR256:$dst,
286              (OpVT256 (OpNode VR256:$src1, VR256:$src2, VR256:$src3)))]>,
287            VEX_W, MemOp4, VEX_L;
288   def rmY : FMA4<opc, MRMSrcMem, (outs VR256:$dst),
289            (ins VR256:$src1, VR256:$src2, f256mem:$src3),
290            !strconcat(OpcodeStr,
291            "\t{$src3, $src2, $src1, $dst|$dst, $src1, $src2, $src3}"),
292            [(set VR256:$dst, (OpNode VR256:$src1, VR256:$src2,
293                               (ld_frag256 addr:$src3)))]>, VEX_W, MemOp4, VEX_L;
294   def mrY : FMA4<opc, MRMSrcMem, (outs VR256:$dst),
295            (ins VR256:$src1, f256mem:$src2, VR256:$src3),
296            !strconcat(OpcodeStr,
297            "\t{$src3, $src2, $src1, $dst|$dst, $src1, $src2, $src3}"),
298            [(set VR256:$dst, (OpNode VR256:$src1,
299                               (ld_frag256 addr:$src2), VR256:$src3))]>, VEX_L;
300 // For disassembler
301 let isCodeGenOnly = 1, ForceDisassemble = 1, hasSideEffects = 0 in {
302   def rr_REV : FMA4<opc, MRMSrcReg, (outs VR128:$dst),
303                (ins VR128:$src1, VR128:$src2, VR128:$src3),
304                !strconcat(OpcodeStr,
305                "\t{$src3, $src2, $src1, $dst|$dst, $src1, $src2, $src3}"), []>;
306   def rrY_REV : FMA4<opc, MRMSrcReg, (outs VR256:$dst),
307                 (ins VR256:$src1, VR256:$src2, VR256:$src3),
308                 !strconcat(OpcodeStr,
309                 "\t{$src3, $src2, $src1, $dst|$dst, $src1, $src2, $src3}"), []>,
310                 VEX_L;
311 } // isCodeGenOnly = 1
312 }
313
314 defm VFMADDSS4  : fma4s<0x6A, "vfmaddss", FR32, f32mem, f32, X86Fmadd, loadf32>,
315                   fma4s_int<0x6A, "vfmaddss", ssmem, sse_load_f32,
316                             int_x86_fma_vfmadd_ss>;
317 defm VFMADDSD4  : fma4s<0x6B, "vfmaddsd", FR64, f64mem, f64, X86Fmadd, loadf64>,
318                   fma4s_int<0x6B, "vfmaddsd", sdmem, sse_load_f64,
319                             int_x86_fma_vfmadd_sd>;
320 defm VFMSUBSS4  : fma4s<0x6E, "vfmsubss", FR32, f32mem, f32, X86Fmsub, loadf32>,
321                   fma4s_int<0x6E, "vfmsubss", ssmem, sse_load_f32,
322                             int_x86_fma_vfmsub_ss>;
323 defm VFMSUBSD4  : fma4s<0x6F, "vfmsubsd", FR64, f64mem, f64, X86Fmsub, loadf64>,
324                   fma4s_int<0x6F, "vfmsubsd", sdmem, sse_load_f64,
325                             int_x86_fma_vfmsub_sd>;
326 defm VFNMADDSS4 : fma4s<0x7A, "vfnmaddss", FR32, f32mem, f32,
327                         X86Fnmadd, loadf32>,
328                   fma4s_int<0x7A, "vfnmaddss", ssmem, sse_load_f32,
329                             int_x86_fma_vfnmadd_ss>;
330 defm VFNMADDSD4 : fma4s<0x7B, "vfnmaddsd", FR64, f64mem, f64,
331                         X86Fnmadd, loadf64>,
332                   fma4s_int<0x7B, "vfnmaddsd", sdmem, sse_load_f64,
333                             int_x86_fma_vfnmadd_sd>;
334 defm VFNMSUBSS4 : fma4s<0x7E, "vfnmsubss", FR32, f32mem, f32,
335                         X86Fnmsub, loadf32>,
336                   fma4s_int<0x7E, "vfnmsubss", ssmem, sse_load_f32,
337                             int_x86_fma_vfnmsub_ss>;
338 defm VFNMSUBSD4 : fma4s<0x7F, "vfnmsubsd", FR64, f64mem, f64,
339                         X86Fnmsub, loadf64>,
340                   fma4s_int<0x7F, "vfnmsubsd", sdmem, sse_load_f64,
341                             int_x86_fma_vfnmsub_sd>;
342
343 let ExeDomain = SSEPackedSingle in {
344   defm VFMADDPS4    : fma4p<0x68, "vfmaddps", X86Fmadd, v4f32, v8f32,
345                             loadv4f32, loadv8f32>;
346   defm VFMSUBPS4    : fma4p<0x6C, "vfmsubps", X86Fmsub, v4f32, v8f32,
347                             loadv4f32, loadv8f32>;
348   defm VFNMADDPS4   : fma4p<0x78, "vfnmaddps", X86Fnmadd, v4f32, v8f32,
349                             loadv4f32, loadv8f32>;
350   defm VFNMSUBPS4   : fma4p<0x7C, "vfnmsubps", X86Fnmsub, v4f32, v8f32,
351                             loadv4f32, loadv8f32>;
352   defm VFMADDSUBPS4 : fma4p<0x5C, "vfmaddsubps", X86Fmaddsub, v4f32, v8f32,
353                             loadv4f32, loadv8f32>;
354   defm VFMSUBADDPS4 : fma4p<0x5E, "vfmsubaddps", X86Fmsubadd, v4f32, v8f32,
355                             loadv4f32, loadv8f32>;
356 }
357
358 let ExeDomain = SSEPackedDouble in {
359   defm VFMADDPD4    : fma4p<0x69, "vfmaddpd", X86Fmadd, v2f64, v4f64,
360                             loadv2f64, loadv4f64>;
361   defm VFMSUBPD4    : fma4p<0x6D, "vfmsubpd", X86Fmsub, v2f64, v4f64,
362                             loadv2f64, loadv4f64>;
363   defm VFNMADDPD4   : fma4p<0x79, "vfnmaddpd", X86Fnmadd, v2f64, v4f64,
364                             loadv2f64, loadv4f64>;
365   defm VFNMSUBPD4   : fma4p<0x7D, "vfnmsubpd", X86Fnmsub, v2f64, v4f64,
366                             loadv2f64, loadv4f64>;
367   defm VFMADDSUBPD4 : fma4p<0x5D, "vfmaddsubpd", X86Fmaddsub, v2f64, v4f64,
368                             loadv2f64, loadv4f64>;
369   defm VFMSUBADDPD4 : fma4p<0x5F, "vfmsubaddpd", X86Fmsubadd, v2f64, v4f64,
370                             loadv2f64, loadv4f64>;
371 }
372