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 = $dst" in {
  19 multiclass fma3p_rm<bits<8> opc, string OpcodeStr,
  20                     PatFrag MemFrag128, PatFrag MemFrag256,
  21                     ValueType OpVT128, ValueType OpVT256,
  22                     SDPatternOperator Op = null_frag> {
  23   def r     : FMA3<opc, MRMSrcReg, (outs VR128:$dst),
  24                    (ins VR128:$src1, VR128:$src2, VR128:$src3),
  25                    !strconcat(OpcodeStr,
  26                               "\t{$src3, $src2, $dst|$dst, $src2, $src3}"),
  27                    [(set VR128:$dst, (OpVT128 (Op VR128:$src2,
  28                                                VR128:$src1, VR128:$src3)))]>;
  29
  30   let mayLoad = 1 in
  31   def m     : FMA3<opc, MRMSrcMem, (outs VR128:$dst),
  32                    (ins VR128:$src1, VR128:$src2, f128mem:$src3),
  33                    !strconcat(OpcodeStr,
  34                               "\t{$src3, $src2, $dst|$dst, $src2, $src3}"),
  35                    [(set VR128:$dst, (OpVT128 (Op VR128:$src2, VR128:$src1,
  36                                                (MemFrag128 addr:$src3))))]>;
  37
  38   def rY    : FMA3<opc, MRMSrcReg, (outs VR256:$dst),
  39                    (ins VR256:$src1, VR256:$src2, VR256:$src3),
  40                    !strconcat(OpcodeStr,
  41                               "\t{$src3, $src2, $dst|$dst, $src2, $src3}"),
  42                    [(set VR256:$dst, (OpVT256 (Op VR256:$src2, VR256:$src1,
  43                                                VR256:$src3)))]>;
  44
  45   let mayLoad = 1 in
  46   def mY    : FMA3<opc, MRMSrcMem, (outs VR256:$dst),
  47                    (ins VR256:$src1, VR256:$src2, f256mem:$src3),
  48                    !strconcat(OpcodeStr,
  49                               "\t{$src3, $src2, $dst|$dst, $src2, $src3}"),
  50                    [(set VR256:$dst,
  51                      (OpVT256 (Op VR256:$src2, VR256:$src1,
  52                                (MemFrag256 addr:$src3))))]>;
  53 }
  54 } // Constraints = "$src1 = $dst"
  55
  56 multiclass fma3p_forms<bits<8> opc132, bits<8> opc213, bits<8> opc231,
  57                        string OpcodeStr, string PackTy,
  58                        PatFrag MemFrag128, PatFrag MemFrag256,
  59                        SDNode Op, ValueType OpTy128, ValueType OpTy256> {
  60   defm r213 : fma3p_rm<opc213,
  61                        !strconcat(OpcodeStr, !strconcat("213", PackTy)),
  62                        MemFrag128, MemFrag256, OpTy128, OpTy256, Op>;
  63 let neverHasSideEffects = 1 in {
  64   defm r132 : fma3p_rm<opc132,
  65                        !strconcat(OpcodeStr, !strconcat("132", PackTy)),
  66                        MemFrag128, MemFrag256, OpTy128, OpTy256>;
  67   defm r231 : fma3p_rm<opc231,
  68                        !strconcat(OpcodeStr, !strconcat("231", PackTy)),
  69                        MemFrag128, MemFrag256, OpTy128, OpTy256>;
  70 } // neverHasSideEffects = 1
  71 }
  72
  73 // Fused Multiply-Add
  74 let ExeDomain = SSEPackedSingle in {
  75   defm VFMADDPS    : fma3p_forms<0x98, 0xA8, 0xB8, "vfmadd", "ps", memopv4f32,
  76                                  memopv8f32, X86Fmadd, v4f32, v8f32>;
  77   defm VFMSUBPS    : fma3p_forms<0x9A, 0xAA, 0xBA, "vfmsub", "ps", memopv4f32,
  78                                  memopv8f32, X86Fmsub, v4f32, v8f32>;
  79   defm VFMADDSUBPS : fma3p_forms<0x96, 0xA6, 0xB6, "vfmaddsub", "ps",
  80                                  memopv4f32, memopv8f32, X86Fmaddsub,
  81                                  v4f32, v8f32>;
  82   defm VFMSUBADDPS : fma3p_forms<0x97, 0xA7, 0xB7, "vfmsubadd", "ps",
  83                                  memopv4f32, memopv8f32, X86Fmsubadd,
  84                                  v4f32, v8f32>;
  85 }
  86
  87 let ExeDomain = SSEPackedDouble in {
  88   defm VFMADDPD    : fma3p_forms<0x98, 0xA8, 0xB8, "vfmadd", "pd", memopv2f64,
  89                                  memopv4f64, X86Fmadd, v2f64, v4f64>, VEX_W;
  90   defm VFMSUBPD    : fma3p_forms<0x9A, 0xAA, 0xBA, "vfmsub", "pd", memopv2f64,
  91                                  memopv4f64, X86Fmsub, v2f64, v4f64>, VEX_W;
  92   defm VFMADDSUBPD : fma3p_forms<0x96, 0xA6, 0xB6, "vfmaddsub", "pd",
  93                                  memopv2f64, memopv4f64, X86Fmaddsub,
  94                                  v2f64, v4f64>, VEX_W;
  95   defm VFMSUBADDPD : fma3p_forms<0x97, 0xA7, 0xB7, "vfmsubadd", "pd",
  96                                  memopv2f64, memopv4f64, X86Fmsubadd,
  97                                  v2f64, v4f64>, VEX_W;
  98 }
  99
 100 // Fused Negative Multiply-Add
 101 let ExeDomain = SSEPackedSingle in {
 102   defm VFNMADDPS : fma3p_forms<0x9C, 0xAC, 0xBC, "vfnmadd", "ps",  memopv4f32,
 103                                memopv8f32, X86Fnmadd, v4f32, v8f32>;
 104   defm VFNMSUBPS : fma3p_forms<0x9E, 0xAE, 0xBE, "vfnmsub", "ps",  memopv4f32,
 105                                memopv8f32, X86Fnmsub, v4f32, v8f32>;
 106 }
 107 let ExeDomain = SSEPackedDouble in {
 108   defm VFNMADDPD : fma3p_forms<0x9C, 0xAC, 0xBC, "vfnmadd", "pd", memopv2f64,
 109                                memopv4f64, X86Fnmadd, v2f64, v4f64>, VEX_W;
 110   defm VFNMSUBPD : fma3p_forms<0x9E, 0xAE, 0xBE, "vfnmsub", "pd",
 111                                memopv2f64, memopv4f64, X86Fnmsub, v2f64,
 112                                v4f64>, VEX_W;
 113 }
 114
 115 let Constraints = "$src1 = $dst" in {
 116 multiclass fma3s_rm<bits<8> opc, string OpcodeStr, X86MemOperand x86memop,
 117                     RegisterClass RC, ValueType OpVT, PatFrag mem_frag,
 118                     SDPatternOperator OpNode = null_frag> {
 119   def r     : FMA3<opc, MRMSrcReg, (outs RC:$dst),
 120                    (ins RC:$src1, RC:$src2, RC:$src3),
 121                    !strconcat(OpcodeStr,
 122                               "\t{$src3, $src2, $dst|$dst, $src2, $src3}"),
 123                    [(set RC:$dst,
 124                      (OpVT (OpNode RC:$src2, RC:$src1, RC:$src3)))]>;
 125   let mayLoad = 1 in
 126   def m     : FMA3<opc, MRMSrcMem, (outs RC:$dst),
 127                    (ins RC:$src1, RC:$src2, x86memop:$src3),
 128                    !strconcat(OpcodeStr,
 129                               "\t{$src3, $src2, $dst|$dst, $src2, $src3}"),
 130                    [(set RC:$dst,
 131                      (OpVT (OpNode RC:$src2, RC:$src1,
 132                             (mem_frag addr:$src3))))]>;
 133 }
 134
 135 multiclass fma3s_rm_int<bits<8> opc, string OpcodeStr, Operand memop,
 136                         ComplexPattern mem_cpat, Intrinsic IntId,
 137                         RegisterClass RC> {
 138   def r_Int : FMA3<opc, MRMSrcReg, (outs VR128:$dst),
 139                    (ins VR128:$src1, VR128:$src2, VR128:$src3),
 140                    !strconcat(OpcodeStr,
 141                               "\t{$src3, $src2, $dst|$dst, $src2, $src3}"),
 142                    [(set VR128:$dst, (IntId VR128:$src2, VR128:$src1,
 143                      VR128:$src3))]>;
 144   def m_Int : FMA3<opc, MRMSrcMem, (outs VR128:$dst),
 145                    (ins VR128:$src1, VR128:$src2, memop:$src3),
 146                    !strconcat(OpcodeStr,
 147                               "\t{$src3, $src2, $dst|$dst, $src2, $src3}"),
 148                    [(set VR128:$dst,
 149                      (IntId VR128:$src2, VR128:$src1, mem_cpat:$src3))]>;
 150 }
 151 } // Constraints = "$src1 = $dst"
 152
 153 multiclass fma3s_forms<bits<8> opc132, bits<8> opc213, bits<8> opc231,
 154                        string OpStr, string PackTy, Intrinsic Int,
 155                        SDNode OpNode, RegisterClass RC, ValueType OpVT,
 156                        X86MemOperand x86memop, Operand memop, PatFrag mem_frag,
 157                        ComplexPattern mem_cpat> {
 158 let neverHasSideEffects = 1 in {
 159   defm r132 : fma3s_rm<opc132, !strconcat(OpStr, !strconcat("132", PackTy)),
 160                        x86memop, RC, OpVT, mem_frag>;
 161   defm r231 : fma3s_rm<opc231, !strconcat(OpStr, !strconcat("231", PackTy)),
 162                        x86memop, RC, OpVT, mem_frag>;
 163 }
 164
 165 defm r213 : fma3s_rm<opc213, !strconcat(OpStr, !strconcat("213", PackTy)),
 166                      x86memop, RC, OpVT, mem_frag, OpNode>,
 167             fma3s_rm_int<opc213, !strconcat(OpStr, !strconcat("213", PackTy)),
 168                          memop, mem_cpat, Int, RC>;
 169 }
 170
 171 multiclass fma3s<bits<8> opc132, bits<8> opc213, bits<8> opc231,
 172                  string OpStr, Intrinsic IntF32, Intrinsic IntF64,
 173                  SDNode OpNode> {
 174   defm SS : fma3s_forms<opc132, opc213, opc231, OpStr, "ss", IntF32, OpNode,
 175                         FR32, f32, f32mem, ssmem, loadf32, sse_load_f32>;
 176   defm SD : fma3s_forms<opc132, opc213, opc231, OpStr, "sd", IntF64, OpNode,
 177                         FR64, f64, f64mem, sdmem, loadf64, sse_load_f64>, VEX_W;
 178 }
 179
 180 defm VFMADD : fma3s<0x99, 0xA9, 0xB9, "vfmadd", int_x86_fma_vfmadd_ss,
 181                     int_x86_fma_vfmadd_sd, X86Fmadd>, VEX_LIG;
 182 defm VFMSUB : fma3s<0x9B, 0xAB, 0xBB, "vfmsub", int_x86_fma_vfmsub_ss,
 183                     int_x86_fma_vfmsub_sd, X86Fmsub>, VEX_LIG;
 184
 185 defm VFNMADD : fma3s<0x9D, 0xAD, 0xBD, "vfnmadd", int_x86_fma_vfnmadd_ss,
 186                      int_x86_fma_vfnmadd_sd, X86Fnmadd>, VEX_LIG;
 187 defm VFNMSUB : fma3s<0x9F, 0xAF, 0xBF, "vfnmsub", int_x86_fma_vfnmsub_ss,
 188                      int_x86_fma_vfnmsub_sd, X86Fnmsub>, VEX_LIG;
 189
 190
 191 //===----------------------------------------------------------------------===//
 192 // FMA4 - AMD 4 operand Fused Multiply-Add instructions
 193 //===----------------------------------------------------------------------===//
 194
 195
 196 multiclass fma4s<bits<8> opc, string OpcodeStr, Operand memop,
 197                  ComplexPattern mem_cpat, Intrinsic Int> {
 198   def rr : FMA4<opc, MRMSrcReg, (outs VR128:$dst),
 199            (ins VR128:$src1, VR128:$src2, VR128:$src3),
 200            !strconcat(OpcodeStr,
 201            "\t{$src3, $src2, $src1, $dst|$dst, $src1, $src2, $src3}"),
 202            [(set VR128:$dst,
 203              (Int VR128:$src1, VR128:$src2, VR128:$src3))]>, VEX_W, MemOp4;
 204   def rm : FMA4<opc, MRMSrcMem, (outs VR128:$dst),
 205            (ins VR128:$src1, VR128:$src2, memop:$src3),
 206            !strconcat(OpcodeStr,
 207            "\t{$src3, $src2, $src1, $dst|$dst, $src1, $src2, $src3}"),
 208            [(set VR128:$dst,
 209              (Int VR128:$src1, VR128:$src2, mem_cpat:$src3))]>, VEX_W, MemOp4;
 210   def mr : FMA4<opc, MRMSrcMem, (outs VR128:$dst),
 211            (ins VR128:$src1, memop:$src2, VR128:$src3),
 212            !strconcat(OpcodeStr,
 213            "\t{$src3, $src2, $src1, $dst|$dst, $src1, $src2, $src3}"),
 214            [(set VR128:$dst,
 215              (Int VR128:$src1, mem_cpat:$src2, VR128:$src3))]>;
 216 // For disassembler
 217 let isCodeGenOnly = 1 in
 218   def rr_REV : FMA4<opc, MRMSrcReg, (outs VR128:$dst),
 219                (ins VR128:$src1, VR128:$src2, VR128:$src3),
 220                !strconcat(OpcodeStr,
 221                "\t{$src3, $src2, $src1, $dst|$dst, $src1, $src2, $src3}"), []>;
 222 }
 223
 224 multiclass fma4p<bits<8> opc, string OpcodeStr,
 225                  Intrinsic Int128, Intrinsic Int256,
 226                  PatFrag ld_frag128, PatFrag ld_frag256> {
 227   def rr : FMA4<opc, MRMSrcReg, (outs VR128:$dst),
 228            (ins VR128:$src1, VR128:$src2, VR128:$src3),
 229            !strconcat(OpcodeStr,
 230            "\t{$src3, $src2, $src1, $dst|$dst, $src1, $src2, $src3}"),
 231            [(set VR128:$dst,
 232              (Int128 VR128:$src1, VR128:$src2, VR128:$src3))]>, VEX_W, MemOp4;
 233   def rm : FMA4<opc, MRMSrcMem, (outs VR128:$dst),
 234            (ins VR128:$src1, VR128:$src2, f128mem:$src3),
 235            !strconcat(OpcodeStr,
 236            "\t{$src3, $src2, $src1, $dst|$dst, $src1, $src2, $src3}"),
 237            [(set VR128:$dst, (Int128 VR128:$src1, VR128:$src2,
 238                               (ld_frag128 addr:$src3)))]>, VEX_W, MemOp4;
 239   def mr : FMA4<opc, MRMSrcMem, (outs VR128:$dst),
 240            (ins VR128:$src1, f128mem:$src2, VR128:$src3),
 241            !strconcat(OpcodeStr,
 242            "\t{$src3, $src2, $src1, $dst|$dst, $src1, $src2, $src3}"),
 243            [(set VR128:$dst,
 244              (Int128 VR128:$src1, (ld_frag128 addr:$src2), VR128:$src3))]>;
 245   def rrY : FMA4<opc, MRMSrcReg, (outs VR256:$dst),
 246            (ins VR256:$src1, VR256:$src2, VR256:$src3),
 247            !strconcat(OpcodeStr,
 248            "\t{$src3, $src2, $src1, $dst|$dst, $src1, $src2, $src3}"),
 249            [(set VR256:$dst,
 250              (Int256 VR256:$src1, VR256:$src2, VR256:$src3))]>, VEX_W, MemOp4;
 251   def rmY : FMA4<opc, MRMSrcMem, (outs VR256:$dst),
 252            (ins VR256:$src1, VR256:$src2, f256mem:$src3),
 253            !strconcat(OpcodeStr,
 254            "\t{$src3, $src2, $src1, $dst|$dst, $src1, $src2, $src3}"),
 255            [(set VR256:$dst, (Int256 VR256:$src1, VR256:$src2,
 256                               (ld_frag256 addr:$src3)))]>, VEX_W, MemOp4;
 257   def mrY : FMA4<opc, MRMSrcMem, (outs VR256:$dst),
 258            (ins VR256:$src1, f256mem:$src2, VR256:$src3),
 259            !strconcat(OpcodeStr,
 260            "\t{$src3, $src2, $src1, $dst|$dst, $src1, $src2, $src3}"),
 261            [(set VR256:$dst,
 262              (Int256 VR256:$src1, (ld_frag256 addr:$src2), VR256:$src3))]>;
 263 // For disassembler
 264 let isCodeGenOnly = 1 in {
 265   def rr_REV : FMA4<opc, MRMSrcReg, (outs VR128:$dst),
 266                (ins VR128:$src1, VR128:$src2, VR128:$src3),
 267                !strconcat(OpcodeStr,
 268                "\t{$src3, $src2, $src1, $dst|$dst, $src1, $src2, $src3}"), []>;
 269   def rrY_REV : FMA4<opc, MRMSrcReg, (outs VR256:$dst),
 270                 (ins VR256:$src1, VR256:$src2, VR256:$src3),
 271                 !strconcat(OpcodeStr,
 272                 "\t{$src3, $src2, $src1, $dst|$dst, $src1, $src2, $src3}"), []>;
 273 } // isCodeGenOnly = 1
 274 }
 275
 276 let Predicates = [HasFMA4] in {
 277
 278 defm VFMADDSS4    : fma4s<0x6A, "vfmaddss", ssmem, sse_load_f32,
 279                           int_x86_fma_vfmadd_ss>;
 280 defm VFMADDSD4    : fma4s<0x6B, "vfmaddsd", sdmem, sse_load_f64,
 281                           int_x86_fma_vfmadd_sd>;
 282 defm VFMADDPS4    : fma4p<0x68, "vfmaddps", int_x86_fma_vfmadd_ps,
 283                           int_x86_fma_vfmadd_ps_256, memopv4f32, memopv8f32>;
 284 defm VFMADDPD4    : fma4p<0x69, "vfmaddpd", int_x86_fma_vfmadd_pd,
 285                           int_x86_fma_vfmadd_pd_256, memopv2f64, memopv4f64>;
 286 defm VFMSUBSS4    : fma4s<0x6E, "vfmsubss", ssmem, sse_load_f32,
 287                           int_x86_fma_vfmsub_ss>;
 288 defm VFMSUBSD4    : fma4s<0x6F, "vfmsubsd", sdmem, sse_load_f64,
 289                           int_x86_fma_vfmsub_sd>;
 290 defm VFMSUBPS4    : fma4p<0x6C, "vfmsubps", int_x86_fma_vfmsub_ps,
 291                           int_x86_fma_vfmsub_ps_256, memopv4f32, memopv8f32>;
 292 defm VFMSUBPD4    : fma4p<0x6D, "vfmsubpd", int_x86_fma_vfmsub_pd,
 293                           int_x86_fma_vfmsub_pd_256, memopv2f64, memopv4f64>;
 294 defm VFNMADDSS4   : fma4s<0x7A, "vfnmaddss", ssmem, sse_load_f32,
 295                           int_x86_fma_vfnmadd_ss>;
 296 defm VFNMADDSD4   : fma4s<0x7B, "vfnmaddsd", sdmem, sse_load_f64,
 297                           int_x86_fma_vfnmadd_sd>;
 298 defm VFNMADDPS4   : fma4p<0x78, "vfnmaddps", int_x86_fma_vfnmadd_ps,
 299                           int_x86_fma_vfnmadd_ps_256, memopv4f32, memopv8f32>;
 300 defm VFNMADDPD4   : fma4p<0x79, "vfnmaddpd", int_x86_fma_vfnmadd_pd,
 301                           int_x86_fma_vfnmadd_pd_256, memopv2f64, memopv4f64>;
 302 defm VFNMSUBSS4   : fma4s<0x7E, "vfnmsubss", ssmem, sse_load_f32,
 303                           int_x86_fma_vfnmsub_ss>;
 304 defm VFNMSUBSD4   : fma4s<0x7F, "vfnmsubsd", sdmem, sse_load_f64,
 305                           int_x86_fma_vfnmsub_sd>;
 306 defm VFNMSUBPS4   : fma4p<0x7C, "vfnmsubps", int_x86_fma_vfnmsub_ps,
 307                           int_x86_fma_vfnmsub_ps_256, memopv4f32, memopv8f32>;
 308 defm VFNMSUBPD4   : fma4p<0x7D, "vfnmsubpd", int_x86_fma_vfnmsub_pd,
 309                           int_x86_fma_vfnmsub_pd_256, memopv2f64, memopv4f64>;
 310 defm VFMADDSUBPS4 : fma4p<0x5C, "vfmaddsubps", int_x86_fma_vfmaddsub_ps,
 311                           int_x86_fma_vfmaddsub_ps_256, memopv4f32, memopv8f32>;
 312 defm VFMADDSUBPD4 : fma4p<0x5D, "vfmaddsubpd", int_x86_fma_vfmaddsub_pd,
 313                           int_x86_fma_vfmaddsub_pd_256, memopv2f64, memopv4f64>;
 314 defm VFMSUBADDPS4 : fma4p<0x5E, "vfmsubaddps", int_x86_fma_vfmsubadd_ps,
 315                           int_x86_fma_vfmsubadd_ps_256, memopv4f32, memopv8f32>;
 316 defm VFMSUBADDPD4 : fma4p<0x5F, "vfmsubaddpd", int_x86_fma_vfmsubadd_pd,
 317                           int_x86_fma_vfmsubadd_pd_256, memopv2f64, memopv4f64>;
 318 } // HasFMA4
 319