Allow x86 mov instructions to/from memory with absolute address to be encoded and...
[oota-llvm.git] / lib / Target / X86 / X86InstrFormats.td
1 //===-- X86InstrFormats.td - X86 Instruction Formats -------*- 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 //===----------------------------------------------------------------------===//
11 // X86 Instruction Format Definitions.
12 //
13
14 // Format specifies the encoding used by the instruction.  This is part of the
15 // ad-hoc solution used to emit machine instruction encodings by our machine
16 // code emitter.
17 class Format<bits<6> val> {
18   bits<6> Value = val;
19 }
20
21 def Pseudo     : Format<0>; def RawFrm     : Format<1>;
22 def AddRegFrm  : Format<2>; def MRMDestReg : Format<3>;
23 def MRMDestMem : Format<4>; def MRMSrcReg  : Format<5>;
24 def MRMSrcMem  : Format<6>; def RawFrmMemOffs : Format<7>;
25 def MRM0r  : Format<16>; def MRM1r  : Format<17>; def MRM2r  : Format<18>;
26 def MRM3r  : Format<19>; def MRM4r  : Format<20>; def MRM5r  : Format<21>;
27 def MRM6r  : Format<22>; def MRM7r  : Format<23>;
28 def MRM0m  : Format<24>; def MRM1m  : Format<25>; def MRM2m  : Format<26>;
29 def MRM3m  : Format<27>; def MRM4m  : Format<28>; def MRM5m  : Format<29>;
30 def MRM6m  : Format<30>; def MRM7m  : Format<31>;
31 def MRM_C1 : Format<33>;
32 def MRM_C2 : Format<34>;
33 def MRM_C3 : Format<35>;
34 def MRM_C4 : Format<36>;
35 def MRM_C8 : Format<37>;
36 def MRM_C9 : Format<38>;
37 def MRM_CA : Format<39>;
38 def MRM_CB : Format<40>;
39 def MRM_E8 : Format<41>;
40 def MRM_F0 : Format<42>;
41 def RawFrmImm8 : Format<43>;
42 def RawFrmImm16 : Format<44>;
43 def MRM_F8 : Format<45>;
44 def MRM_F9 : Format<46>;
45 def MRM_D0 : Format<47>;
46 def MRM_D1 : Format<48>;
47 def MRM_D4 : Format<49>;
48 def MRM_D5 : Format<50>;
49 def MRM_D6 : Format<51>;
50 def MRM_D8 : Format<52>;
51 def MRM_D9 : Format<53>;
52 def MRM_DA : Format<54>;
53 def MRM_DB : Format<55>;
54 def MRM_DC : Format<56>;
55 def MRM_DD : Format<57>;
56 def MRM_DE : Format<58>;
57 def MRM_DF : Format<59>;
58
59 // ImmType - This specifies the immediate type used by an instruction. This is
60 // part of the ad-hoc solution used to emit machine instruction encodings by our
61 // machine code emitter.
62 class ImmType<bits<3> val> {
63   bits<3> Value = val;
64 }
65 def NoImm      : ImmType<0>;
66 def Imm8       : ImmType<1>;
67 def Imm8PCRel  : ImmType<2>;
68 def Imm16      : ImmType<3>;
69 def Imm16PCRel : ImmType<4>;
70 def Imm32      : ImmType<5>;
71 def Imm32PCRel : ImmType<6>;
72 def Imm64      : ImmType<7>;
73
74 // FPFormat - This specifies what form this FP instruction has.  This is used by
75 // the Floating-Point stackifier pass.
76 class FPFormat<bits<3> val> {
77   bits<3> Value = val;
78 }
79 def NotFP      : FPFormat<0>;
80 def ZeroArgFP  : FPFormat<1>;
81 def OneArgFP   : FPFormat<2>;
82 def OneArgFPRW : FPFormat<3>;
83 def TwoArgFP   : FPFormat<4>;
84 def CompareFP  : FPFormat<5>;
85 def CondMovFP  : FPFormat<6>;
86 def SpecialFP  : FPFormat<7>;
87
88 // Class specifying the SSE execution domain, used by the SSEDomainFix pass.
89 // Keep in sync with tables in X86InstrInfo.cpp.
90 class Domain<bits<2> val> {
91   bits<2> Value = val;
92 }
93 def GenericDomain   : Domain<0>;
94 def SSEPackedSingle : Domain<1>;
95 def SSEPackedDouble : Domain<2>;
96 def SSEPackedInt    : Domain<3>;
97
98 // Class specifying the vector form of the decompressed
99 // displacement of 8-bit.
100 class CD8VForm<bits<3> val> {
101   bits<3> Value = val;
102 }
103 def CD8VF  : CD8VForm<0>;  // v := VL
104 def CD8VH  : CD8VForm<1>;  // v := VL/2
105 def CD8VQ  : CD8VForm<2>;  // v := VL/4
106 def CD8VO  : CD8VForm<3>;  // v := VL/8
107 def CD8VT1 : CD8VForm<4>;  // v := 1
108 def CD8VT2 : CD8VForm<5>;  // v := 2
109 def CD8VT4 : CD8VForm<6>;  // v := 4
110 def CD8VT8 : CD8VForm<7>;  // v := 8
111
112 // Prefix byte classes which are used to indicate to the ad-hoc machine code
113 // emitter that various prefix bytes are required.
114 class OpSize { bit hasOpSizePrefix = 1; }
115 class OpSize16 { bit hasOpSize16Prefix = 1; }
116 class AdSize { bit hasAdSizePrefix = 1; }
117 class REX_W  { bit hasREX_WPrefix = 1; }
118 class LOCK   { bit hasLockPrefix = 1; }
119 class TB     { bits<5> Prefix = 1; }
120 class REP    { bits<5> Prefix = 2; }
121 class D8     { bits<5> Prefix = 3; }
122 class D9     { bits<5> Prefix = 4; }
123 class DA     { bits<5> Prefix = 5; }
124 class DB     { bits<5> Prefix = 6; }
125 class DC     { bits<5> Prefix = 7; }
126 class DD     { bits<5> Prefix = 8; }
127 class DE     { bits<5> Prefix = 9; }
128 class DF     { bits<5> Prefix = 10; }
129 class XD     { bits<5> Prefix = 11; }
130 class XS     { bits<5> Prefix = 12; }
131 class T8     { bits<5> Prefix = 13; }
132 class TA     { bits<5> Prefix = 14; }
133 class A6     { bits<5> Prefix = 15; }
134 class A7     { bits<5> Prefix = 16; }
135 class T8XD   { bits<5> Prefix = 17; }
136 class T8XS   { bits<5> Prefix = 18; }
137 class TAXD   { bits<5> Prefix = 19; }
138 class XOP8   { bits<5> Prefix = 20; }
139 class XOP9   { bits<5> Prefix = 21; }
140 class XOPA   { bits<5> Prefix = 22; }
141 class PD     { bits<5> Prefix = 23; }
142 class T8PD   { bits<5> Prefix = 24; }
143 class TAPD   { bits<5> Prefix = 25; }
144 class VEX    { bit hasVEXPrefix = 1; }
145 class VEX_W  { bit hasVEX_WPrefix = 1; }
146 class VEX_4V : VEX { bit hasVEX_4VPrefix = 1; }
147 class VEX_4VOp3 : VEX { bit hasVEX_4VOp3Prefix = 1; }
148 class VEX_I8IMM { bit hasVEX_i8ImmReg = 1; }
149 class VEX_L  { bit hasVEX_L = 1; }
150 class VEX_LIG { bit ignoresVEX_L = 1; }
151 class EVEX : VEX { bit hasEVEXPrefix = 1; }
152 class EVEX_4V : VEX_4V { bit hasEVEXPrefix = 1; }
153 class EVEX_K { bit hasEVEX_K = 1; }
154 class EVEX_KZ : EVEX_K { bit hasEVEX_Z = 1; }
155 class EVEX_B { bit hasEVEX_B = 1; }
156 class EVEX_RC { bit hasEVEX_RC = 1; }
157 class EVEX_V512 { bit hasEVEX_L2 = 1; bit hasVEX_L = 0; }
158 class EVEX_CD8<int esize, CD8VForm form> {
159   bits<2> EVEX_CD8E = !if(!eq(esize, 8),  0b00,
160                       !if(!eq(esize, 16), 0b01,
161                       !if(!eq(esize, 32), 0b10,
162                       !if(!eq(esize, 64), 0b11, ?))));
163   bits<3> EVEX_CD8V = form.Value;
164 }
165 class Has3DNow0F0FOpcode  { bit has3DNow0F0FOpcode = 1; }
166 class MemOp4 { bit hasMemOp4Prefix = 1; }
167 class XOP { bit hasXOP_Prefix = 1; }
168 class X86Inst<bits<8> opcod, Format f, ImmType i, dag outs, dag ins,
169               string AsmStr,
170               InstrItinClass itin,
171               Domain d = GenericDomain>
172   : Instruction {
173   let Namespace = "X86";
174
175   bits<8> Opcode = opcod;
176   Format Form = f;
177   bits<6> FormBits = Form.Value;
178   ImmType ImmT = i;
179
180   dag OutOperandList = outs;
181   dag InOperandList = ins;
182   string AsmString = AsmStr;
183
184   // If this is a pseudo instruction, mark it isCodeGenOnly.
185   let isCodeGenOnly = !eq(!cast<string>(f), "Pseudo");
186
187   let Itinerary = itin;
188
189   //
190   // Attributes specific to X86 instructions...
191   //
192   bit ForceDisassemble = 0; // Force instruction to disassemble even though it's
193                             // isCodeGenonly. Needed to hide an ambiguous
194                             // AsmString from the parser, but still disassemble.
195
196   bit hasOpSizePrefix = 0;  // Does this inst have a 0x66 prefix?
197   bit hasOpSize16Prefix = 0;// Does this inst have a 0x66 prefix in 16-bit mode?
198   bit hasAdSizePrefix = 0;  // Does this inst have a 0x67 prefix?
199
200   bits<5> Prefix = 0;       // Which prefix byte does this inst have?
201   bit hasREX_WPrefix  = 0;  // Does this inst require the REX.W prefix?
202   FPFormat FPForm = NotFP;  // What flavor of FP instruction is this?
203   bit hasLockPrefix = 0;    // Does this inst have a 0xF0 prefix?
204   Domain ExeDomain = d;
205   bit hasVEXPrefix = 0;     // Does this inst require a VEX prefix?
206   bit hasVEX_WPrefix = 0;   // Does this inst set the VEX_W field?
207   bit hasVEX_4VPrefix = 0;  // Does this inst require the VEX.VVVV field?
208   bit hasVEX_4VOp3Prefix = 0;  // Does this inst require the VEX.VVVV field to
209                                // encode the third operand?
210   bit hasVEX_i8ImmReg = 0;  // Does this inst require the last source register
211                             // to be encoded in a immediate field?
212   bit hasVEX_L = 0;         // Does this inst use large (256-bit) registers?
213   bit ignoresVEX_L = 0;     // Does this instruction ignore the L-bit
214   bit hasEVEXPrefix = 0;    // Does this inst require EVEX form?
215   bit hasEVEX_K = 0;        // Does this inst require masking?
216   bit hasEVEX_Z = 0;        // Does this inst set the EVEX_Z field?
217   bit hasEVEX_L2 = 0;       // Does this inst set the EVEX_L2 field?
218   bit hasEVEX_B = 0;        // Does this inst set the EVEX_B field?
219   bits<2> EVEX_CD8E = 0;    // Compressed disp8 form - element-size.
220   bits<3> EVEX_CD8V = 0;    // Compressed disp8 form - vector-width.
221   bit has3DNow0F0FOpcode =0;// Wacky 3dNow! encoding?
222   bit hasMemOp4Prefix = 0;  // Same bit as VEX_W, but used for swapping operands
223   bit hasXOP_Prefix = 0;    // Does this inst require an XOP prefix?
224   bit hasEVEX_RC = 0;       // Explicitly specified rounding control in FP instruction.
225
226   // TSFlags layout should be kept in sync with X86InstrInfo.h.
227   let TSFlags{5-0}   = FormBits;
228   let TSFlags{6}     = hasOpSizePrefix;
229   let TSFlags{7}     = hasOpSize16Prefix;
230   let TSFlags{8}     = hasAdSizePrefix;
231   let TSFlags{13-9}  = Prefix;
232   let TSFlags{14}    = hasREX_WPrefix;
233   let TSFlags{17-15} = ImmT.Value;
234   let TSFlags{20-18} = FPForm.Value;
235   let TSFlags{21}    = hasLockPrefix;
236   let TSFlags{23-22} = ExeDomain.Value;
237   let TSFlags{31-24} = Opcode;
238   let TSFlags{32}    = hasVEXPrefix;
239   let TSFlags{33}    = hasVEX_WPrefix;
240   let TSFlags{34}    = hasVEX_4VPrefix;
241   let TSFlags{35}    = hasVEX_4VOp3Prefix;
242   let TSFlags{36}    = hasVEX_i8ImmReg;
243   let TSFlags{37}    = hasVEX_L;
244   let TSFlags{38}    = ignoresVEX_L;
245   let TSFlags{39}    = hasEVEXPrefix;
246   let TSFlags{40}    = hasEVEX_K;
247   let TSFlags{41}    = hasEVEX_Z;
248   let TSFlags{42}    = hasEVEX_L2;
249   let TSFlags{43}    = hasEVEX_B;
250   let TSFlags{45-44} = EVEX_CD8E;
251   let TSFlags{48-46} = EVEX_CD8V;
252   let TSFlags{49}    = has3DNow0F0FOpcode;
253   let TSFlags{50}    = hasMemOp4Prefix;
254   let TSFlags{51}    = hasXOP_Prefix;
255   let TSFlags{52}    = hasEVEX_RC;
256 }
257
258 class PseudoI<dag oops, dag iops, list<dag> pattern>
259   : X86Inst<0, Pseudo, NoImm, oops, iops, "", NoItinerary> {
260   let Pattern = pattern;
261 }
262
263 class I<bits<8> o, Format f, dag outs, dag ins, string asm,
264         list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary,
265         Domain d = GenericDomain>
266   : X86Inst<o, f, NoImm, outs, ins, asm, itin, d> {
267   let Pattern = pattern;
268   let CodeSize = 3;
269 }
270 class Ii8 <bits<8> o, Format f, dag outs, dag ins, string asm, 
271            list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary,
272            Domain d = GenericDomain>
273   : X86Inst<o, f, Imm8, outs, ins, asm, itin, d> {
274   let Pattern = pattern;
275   let CodeSize = 3;
276 }
277 class Ii8PCRel<bits<8> o, Format f, dag outs, dag ins, string asm, 
278                list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
279   : X86Inst<o, f, Imm8PCRel, outs, ins, asm, itin> {
280   let Pattern = pattern;
281   let CodeSize = 3;
282 }
283 class Ii16<bits<8> o, Format f, dag outs, dag ins, string asm, 
284            list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
285   : X86Inst<o, f, Imm16, outs, ins, asm, itin> {
286   let Pattern = pattern;
287   let CodeSize = 3;
288 }
289 class Ii32<bits<8> o, Format f, dag outs, dag ins, string asm, 
290            list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
291   : X86Inst<o, f, Imm32, outs, ins, asm, itin> {
292   let Pattern = pattern;
293   let CodeSize = 3;
294 }
295
296 class Ii16PCRel<bits<8> o, Format f, dag outs, dag ins, string asm, 
297            list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
298            : X86Inst<o, f, Imm16PCRel, outs, ins, asm, itin> {
299   let Pattern = pattern;
300   let CodeSize = 3;
301 }
302
303 class Ii32PCRel<bits<8> o, Format f, dag outs, dag ins, string asm, 
304            list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
305   : X86Inst<o, f, Imm32PCRel, outs, ins, asm, itin> {
306   let Pattern = pattern;
307   let CodeSize = 3;
308 }
309
310 // FPStack Instruction Templates:
311 // FPI - Floating Point Instruction template.
312 class FPI<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
313           InstrItinClass itin = NoItinerary>
314   : I<o, F, outs, ins, asm, [], itin> {}
315
316 // FpI_ - Floating Point Pseudo Instruction template. Not Predicated.
317 class FpI_<dag outs, dag ins, FPFormat fp, list<dag> pattern,
318            InstrItinClass itin = NoItinerary>
319   : X86Inst<0, Pseudo, NoImm, outs, ins, "", itin> {
320   let FPForm = fp;
321   let Pattern = pattern;
322 }
323
324 // Templates for instructions that use a 16- or 32-bit segmented address as
325 //  their only operand: lcall (FAR CALL) and ljmp (FAR JMP)
326 //
327 //   Iseg16 - 16-bit segment selector, 16-bit offset
328 //   Iseg32 - 16-bit segment selector, 32-bit offset
329
330 class Iseg16 <bits<8> o, Format f, dag outs, dag ins, string asm, 
331               list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
332       : X86Inst<o, f, Imm16, outs, ins, asm, itin> {
333   let Pattern = pattern;
334   let CodeSize = 3;
335 }
336
337 class Iseg32 <bits<8> o, Format f, dag outs, dag ins, string asm, 
338               list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
339       : X86Inst<o, f, Imm32, outs, ins, asm, itin> {
340   let Pattern = pattern;
341   let CodeSize = 3;
342 }
343
344 def __xs : XS;
345 def __xd : XD;
346 def __pd : PD;
347
348 // SI - SSE 1 & 2 scalar instructions
349 class SI<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
350          list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
351       : I<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin> {
352   let Predicates = !if(hasEVEXPrefix /* EVEX */, [HasAVX512],
353                    !if(hasVEXPrefix /* VEX */, [UseAVX],
354                    !if(!eq(Prefix, __xs.Prefix), [UseSSE1],
355                    !if(!eq(Prefix, __xd.Prefix), [UseSSE2],
356                    !if(!eq(Prefix, __pd.Prefix), [UseSSE2], [UseSSE1])))));
357
358   // AVX instructions have a 'v' prefix in the mnemonic
359   let AsmString = !if(hasVEXPrefix, !strconcat("v", asm), asm);
360 }
361
362 // SIi8 - SSE 1 & 2 scalar instructions
363 class SIi8<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
364            list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
365       : Ii8<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin> {
366   let Predicates = !if(hasEVEXPrefix /* EVEX */, [HasAVX512],
367                    !if(hasVEXPrefix /* VEX */, [UseAVX],
368                    !if(!eq(Prefix, __xs.Prefix), [UseSSE1], [UseSSE2])));
369
370   // AVX instructions have a 'v' prefix in the mnemonic
371   let AsmString = !if(hasVEXPrefix, !strconcat("v", asm), asm);
372 }
373
374 // PI - SSE 1 & 2 packed instructions
375 class PI<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm, list<dag> pattern,
376          InstrItinClass itin, Domain d>
377       : I<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin, d> {
378   let Predicates = !if(hasEVEXPrefix /* EVEX */, [HasAVX512],
379                    !if(hasVEXPrefix /* VEX */, [HasAVX],
380                    !if(!eq(Prefix, __pd.Prefix), [UseSSE2], [UseSSE1])));
381
382   // AVX instructions have a 'v' prefix in the mnemonic
383   let AsmString = !if(hasVEXPrefix, !strconcat("v", asm), asm);
384 }
385
386 // MMXPI - SSE 1 & 2 packed instructions with MMX operands
387 class MMXPI<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm, list<dag> pattern,
388             InstrItinClass itin, Domain d>
389       : I<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin, d> {
390   let Predicates = !if(!eq(Prefix, __pd.Prefix), [HasSSE2], [HasSSE1]);
391 }
392
393 // PIi8 - SSE 1 & 2 packed instructions with immediate
394 class PIi8<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
395            list<dag> pattern, InstrItinClass itin, Domain d>
396       : Ii8<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin, d> {
397   let Predicates = !if(hasEVEXPrefix /* EVEX */, [HasAVX512],
398                    !if(hasVEXPrefix /* VEX */, [HasAVX],
399                    !if(!eq(Prefix, __pd.Prefix), [UseSSE2], [UseSSE1])));
400
401   // AVX instructions have a 'v' prefix in the mnemonic
402   let AsmString = !if(hasVEXPrefix, !strconcat("v", asm), asm);
403 }
404
405 // SSE1 Instruction Templates:
406 // 
407 //   SSI   - SSE1 instructions with XS prefix.
408 //   PSI   - SSE1 instructions with TB prefix.
409 //   PSIi8 - SSE1 instructions with ImmT == Imm8 and TB prefix.
410 //   VSSI  - SSE1 instructions with XS prefix in AVX form.
411 //   VPSI  - SSE1 instructions with TB prefix in AVX form, packed single.
412
413 class SSI<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
414           list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
415       : I<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin>, XS, Requires<[UseSSE1]>;
416 class SSIi8<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
417             list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
418       : Ii8<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin>, XS, Requires<[UseSSE1]>;
419 class PSI<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
420           list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
421       : I<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin, SSEPackedSingle>, TB,
422         Requires<[UseSSE1]>;
423 class PSIi8<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
424             list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
425       : Ii8<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin, SSEPackedSingle>, TB,
426         Requires<[UseSSE1]>;
427 class VSSI<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
428            list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
429       : I<o, F, outs, ins, !strconcat("v", asm), pattern, itin>, XS,
430         Requires<[HasAVX]>;
431 class VPSI<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
432            list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
433       : I<o, F, outs, ins, !strconcat("v", asm), pattern, itin, SSEPackedSingle>, TB,
434         Requires<[HasAVX]>;
435
436 // SSE2 Instruction Templates:
437 // 
438 //   SDI    - SSE2 instructions with XD prefix.
439 //   SDIi8  - SSE2 instructions with ImmT == Imm8 and XD prefix.
440 //   S2SI   - SSE2 instructions with XS prefix.
441 //   SSDIi8 - SSE2 instructions with ImmT == Imm8 and XS prefix.
442 //   PDI    - SSE2 instructions with PD prefix, packed double domain.
443 //   PDIi8  - SSE2 instructions with ImmT == Imm8 and PD prefix.
444 //   VSDI   - SSE2 scalar instructions with XD prefix in AVX form.
445 //   VPDI   - SSE2 vector instructions with PD prefix in AVX form,
446 //                 packed double domain.
447 //   VS2I   - SSE2 scalar instructions with PD prefix in AVX form.
448 //   S2I    - SSE2 scalar instructions with PD prefix.
449 //   MMXSDIi8  - SSE2 instructions with ImmT == Imm8 and XD prefix as well as
450 //               MMX operands.
451 //   MMXSSDIi8 - SSE2 instructions with ImmT == Imm8 and XS prefix as well as
452 //               MMX operands.
453
454 class SDI<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
455           list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
456       : I<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin>, XD, Requires<[UseSSE2]>;
457 class SDIi8<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
458             list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
459       : Ii8<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin>, XD, Requires<[UseSSE2]>;
460 class S2SI<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
461            list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
462       : I<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin>, XS, Requires<[UseSSE2]>;
463 class S2SIi8<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
464              list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
465       : Ii8<o, F, outs, ins, asm, pattern>, XS, Requires<[UseSSE2]>;
466 class PDI<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
467           list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
468       : I<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin, SSEPackedDouble>, PD,
469         Requires<[UseSSE2]>;
470 class PDIi8<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
471             list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
472       : Ii8<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin, SSEPackedDouble>, PD,
473         Requires<[UseSSE2]>;
474 class VSDI<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
475            list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
476       : I<o, F, outs, ins, !strconcat("v", asm), pattern, itin>, XD,
477         Requires<[UseAVX]>;
478 class VS2SI<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
479             list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
480       : I<o, F, outs, ins, !strconcat("v", asm), pattern, itin>, XS,
481         Requires<[HasAVX]>;
482 class VPDI<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
483            list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
484       : I<o, F, outs, ins, !strconcat("v", asm), pattern, itin, SSEPackedDouble>,
485         PD, Requires<[HasAVX]>;
486 class VS2I<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
487            list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
488       : I<o, F, outs, ins, !strconcat("v", asm), pattern, itin>, PD,
489         Requires<[UseAVX]>;
490 class S2I<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
491            list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
492       : I<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin>, PD, Requires<[UseSSE2]>;
493 class MMXSDIi8<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
494                list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
495       : Ii8<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin>, XD, Requires<[HasSSE2]>;
496 class MMXS2SIi8<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
497                 list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
498       : Ii8<o, F, outs, ins, asm, pattern>, XS, Requires<[HasSSE2]>;
499
500 // SSE3 Instruction Templates:
501 // 
502 //   S3I   - SSE3 instructions with PD prefixes.
503 //   S3SI  - SSE3 instructions with XS prefix.
504 //   S3DI  - SSE3 instructions with XD prefix.
505
506 class S3SI<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm, 
507            list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
508       : I<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin, SSEPackedSingle>, XS,
509         Requires<[UseSSE3]>;
510 class S3DI<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm, 
511            list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
512       : I<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin, SSEPackedDouble>, XD,
513         Requires<[UseSSE3]>;
514 class S3I<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
515           list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
516       : I<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin, SSEPackedDouble>, PD,
517         Requires<[UseSSE3]>;
518
519
520 // SSSE3 Instruction Templates:
521 // 
522 //   SS38I - SSSE3 instructions with T8 prefix.
523 //   SS3AI - SSSE3 instructions with TA prefix.
524 //   MMXSS38I - SSSE3 instructions with T8 prefix and MMX operands.
525 //   MMXSS3AI - SSSE3 instructions with TA prefix and MMX operands.
526 //
527 // Note: SSSE3 instructions have 64-bit and 128-bit versions. The 64-bit version
528 // uses the MMX registers. The 64-bit versions are grouped with the MMX
529 // classes. They need to be enabled even if AVX is enabled.
530
531 class SS38I<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
532             list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
533       : I<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin, SSEPackedInt>, T8PD,
534         Requires<[UseSSSE3]>;
535 class SS3AI<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
536             list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
537       : Ii8<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin, SSEPackedInt>, TAPD,
538         Requires<[UseSSSE3]>;
539 class MMXSS38I<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
540                list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
541       : I<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin, SSEPackedInt>, T8,
542         Requires<[HasSSSE3]>;
543 class MMXSS3AI<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
544                list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
545       : Ii8<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin, SSEPackedInt>, TA,
546         Requires<[HasSSSE3]>;
547
548 // SSE4.1 Instruction Templates:
549 // 
550 //   SS48I - SSE 4.1 instructions with T8 prefix.
551 //   SS41AIi8 - SSE 4.1 instructions with TA prefix and ImmT == Imm8.
552 //
553 class SS48I<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
554             list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
555       : I<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin, SSEPackedInt>, T8PD,
556         Requires<[UseSSE41]>;
557 class SS4AIi8<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
558             list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
559       : Ii8<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin, SSEPackedInt>, TAPD,
560         Requires<[UseSSE41]>;
561
562 // SSE4.2 Instruction Templates:
563 // 
564 //   SS428I - SSE 4.2 instructions with T8 prefix.
565 class SS428I<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
566              list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
567       : I<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin, SSEPackedInt>, T8PD,
568         Requires<[UseSSE42]>;
569
570 //   SS42FI - SSE 4.2 instructions with T8XD prefix.
571 // NOTE: 'HasSSE42' is used as SS42FI is only used for CRC32 insns.
572 class SS42FI<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
573              list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
574       : I<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin>, T8XD, Requires<[HasSSE42]>;
575
576 //   SS42AI = SSE 4.2 instructions with TA prefix
577 class SS42AI<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
578              list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
579       : Ii8<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin, SSEPackedInt>, TAPD,
580         Requires<[UseSSE42]>;
581
582 // AVX Instruction Templates:
583 //   Instructions introduced in AVX (no SSE equivalent forms)
584 //
585 //   AVX8I - AVX instructions with T8PD prefix.
586 //   AVXAIi8 - AVX instructions with TAPD prefix and ImmT = Imm8.
587 class AVX8I<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
588             list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
589       : I<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin, SSEPackedInt>, T8PD,
590         Requires<[HasAVX]>;
591 class AVXAIi8<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
592               list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
593       : Ii8<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin, SSEPackedInt>, TAPD,
594         Requires<[HasAVX]>;
595
596 // AVX2 Instruction Templates:
597 //   Instructions introduced in AVX2 (no SSE equivalent forms)
598 //
599 //   AVX28I - AVX2 instructions with T8PD prefix.
600 //   AVX2AIi8 - AVX2 instructions with TAPD prefix and ImmT = Imm8.
601 class AVX28I<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
602             list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
603       : I<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin, SSEPackedInt>, T8PD,
604         Requires<[HasAVX2]>;
605 class AVX2AIi8<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
606               list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
607       : Ii8<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin, SSEPackedInt>, TAPD,
608         Requires<[HasAVX2]>;
609
610
611 // AVX-512 Instruction Templates:
612 //   Instructions introduced in AVX-512 (no SSE equivalent forms)
613 //
614 //   AVX5128I - AVX-512 instructions with T8PD prefix.
615 //   AVX512AIi8 - AVX-512 instructions with TAPD prefix and ImmT = Imm8.
616 //   AVX512PDI  - AVX-512 instructions with PD, double packed.
617 //   AVX512PSI  - AVX-512 instructions with TB, single packed.
618 //   AVX512XS8I - AVX-512 instructions with T8 and XS prefixes.
619 //   AVX512XSI  - AVX-512 instructions with XS prefix, generic domain.
620 //   AVX512BI   - AVX-512 instructions with PD, int packed domain.
621 //   AVX512SI   - AVX-512 scalar instructions with PD prefix.
622
623 class AVX5128I<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
624             list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
625       : I<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin, SSEPackedInt>, T8PD,
626         Requires<[HasAVX512]>;
627 class AVX512XS8I<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
628             list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
629       : I<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin, SSEPackedInt>, T8XS,
630         Requires<[HasAVX512]>;
631 class AVX512XSI<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
632             list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
633       : I<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin>, XS,
634         Requires<[HasAVX512]>;
635 class AVX512XDI<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
636             list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
637       : I<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin, SSEPackedInt>, XD,
638         Requires<[HasAVX512]>;
639 class AVX512BI<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
640             list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
641       : I<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin, SSEPackedInt>, PD,
642         Requires<[HasAVX512]>;
643 class AVX512BIi8<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
644               list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
645       : Ii8<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin, SSEPackedInt>, PD,
646         Requires<[HasAVX512]>;
647 class AVX512AIi8<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
648               list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
649       : Ii8<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin, SSEPackedInt>, TAPD,
650         Requires<[HasAVX512]>;
651 class AVX512Ii8<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
652               list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
653       : Ii8<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin, SSEPackedInt>, TB,
654         Requires<[HasAVX512]>;
655 class AVX512PDI<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
656            list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
657       : I<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin, SSEPackedDouble>, PD,
658         Requires<[HasAVX512]>;
659 class AVX512PSI<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
660            list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
661       : I<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin, SSEPackedSingle>, TB,
662         Requires<[HasAVX512]>;
663 class AVX512PIi8<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
664               list<dag> pattern, Domain d, InstrItinClass itin = NoItinerary>
665       : Ii8<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin, d>, TB, Requires<[HasAVX512]>;
666 class AVX512PI<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
667               list<dag> pattern, Domain d, InstrItinClass itin = NoItinerary>
668       : I<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin, d>, TB, Requires<[HasAVX512]>;
669 class AVX512FMA3<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
670            list<dag>pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
671       : I<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin>, T8PD,
672         EVEX_4V, Requires<[HasAVX512]>;
673
674 // AES Instruction Templates:
675 //
676 // AES8I
677 // These use the same encoding as the SSE4.2 T8 and TA encodings.
678 class AES8I<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
679             list<dag>pattern, InstrItinClass itin = IIC_AES>
680       : I<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin, SSEPackedInt>, T8PD,
681         Requires<[HasAES]>;
682
683 class AESAI<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
684             list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
685       : Ii8<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin, SSEPackedInt>, TAPD,
686         Requires<[HasAES]>;
687
688 // PCLMUL Instruction Templates
689 class PCLMULIi8<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
690                list<dag>pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
691       : Ii8<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin, SSEPackedInt>, TAPD,
692         Requires<[HasPCLMUL]>;
693
694 class AVXPCLMULIi8<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
695                   list<dag>pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
696       : Ii8<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin, SSEPackedInt>, TAPD,
697         VEX_4V, Requires<[HasAVX, HasPCLMUL]>;
698
699 // FMA3 Instruction Templates
700 class FMA3<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
701            list<dag>pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
702       : I<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin>, T8PD,
703         VEX_4V, FMASC, Requires<[HasFMA]>;
704
705 // FMA4 Instruction Templates
706 class FMA4<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
707            list<dag>pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
708       : Ii8<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin>, TAPD,
709         VEX_4V, VEX_I8IMM, FMASC, Requires<[HasFMA4]>;
710
711 // XOP 2, 3 and 4 Operand Instruction Template
712 class IXOP<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
713            list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
714       : I<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin, SSEPackedDouble>,
715          XOP, XOP9, Requires<[HasXOP]>;
716
717 // XOP 2, 3 and 4 Operand Instruction Templates with imm byte
718 class IXOPi8<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
719            list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
720       : Ii8<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin, SSEPackedDouble>,
721          XOP, XOP8, Requires<[HasXOP]>;
722
723 //  XOP 5 operand instruction (VEX encoding!)
724 class IXOP5<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
725            list<dag>pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
726       : Ii8<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin, SSEPackedInt>, TAPD,
727         VEX_4V, VEX_I8IMM, Requires<[HasXOP]>;
728
729 // X86-64 Instruction templates...
730 //
731
732 class RI<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
733          list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
734       : I<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin>, REX_W;
735 class RIi8 <bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
736             list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
737       : Ii8<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin>, REX_W;
738 class RIi16 <bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
739             list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
740       : Ii16<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin>, REX_W;
741 class RIi32 <bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
742              list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
743       : Ii32<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin>, REX_W;
744
745 class RIi64<bits<8> o, Format f, dag outs, dag ins, string asm,
746             list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
747   : X86Inst<o, f, Imm64, outs, ins, asm, itin>, REX_W {
748   let Pattern = pattern;
749   let CodeSize = 3;
750 }
751
752 class RIi64_NOREX<bits<8> o, Format f, dag outs, dag ins, string asm,
753             list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
754   : X86Inst<o, f, Imm64, outs, ins, asm, itin> {
755   let Pattern = pattern;
756   let CodeSize = 3;
757 }
758
759 class RSSI<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
760            list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
761       : SSI<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin>, REX_W;
762 class RSDI<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
763            list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
764       : SDI<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin>, REX_W;
765 class RPDI<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
766            list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
767       : PDI<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin>, REX_W;
768 class VRPDI<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
769            list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
770       : VPDI<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin>, VEX_W;
771 class RS2I<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
772            list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
773       : S2I<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin>, REX_W;
774 class VRS2I<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
775            list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
776       : VS2I<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin>, VEX_W;
777
778 // MMX Instruction templates
779 //
780
781 // MMXI   - MMX instructions with TB prefix.
782 // MMXI32 - MMX instructions with TB prefix valid only in 32 bit mode.
783 // MMXI64 - MMX instructions with TB prefix valid only in 64 bit mode.
784 // MMX2I  - MMX / SSE2 instructions with PD prefix.
785 // MMXIi8 - MMX instructions with ImmT == Imm8 and TB prefix.
786 // MMXIi8 - MMX instructions with ImmT == Imm8 and TB prefix.
787 // MMXID  - MMX instructions with XD prefix.
788 // MMXIS  - MMX instructions with XS prefix.
789 class MMXI<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm, 
790            list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
791       : I<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin>, TB, Requires<[HasMMX]>;
792 class MMXI32<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm, 
793              list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
794       : I<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin>, TB, Requires<[HasMMX,Not64BitMode]>;
795 class MMXI64<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm, 
796              list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
797       : I<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin>, TB, Requires<[HasMMX,In64BitMode]>;
798 class MMXRI<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm, 
799             list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
800       : I<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin>, TB, REX_W, Requires<[HasMMX]>;
801 class MMX2I<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm, 
802             list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
803       : I<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin>, PD, Requires<[HasMMX]>;
804 class MMXIi8<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm, 
805              list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
806       : Ii8<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin>, TB, Requires<[HasMMX]>;
807 class MMXID<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm, 
808             list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
809       : Ii8<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin>, XD, Requires<[HasMMX]>;
810 class MMXIS<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm, 
811             list<dag> pattern, InstrItinClass itin = NoItinerary>
812       : Ii8<o, F, outs, ins, asm, pattern, itin>, XS, Requires<[HasMMX]>;