Add more 256-bit forms for a bunch of regular AVX instructions
[oota-llvm.git] / lib / Target / X86 / X86InstrFragmentsSIMD.td
1 //======- X86InstrFragmentsSIMD.td - x86 ISA -------------*- 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 provides pattern fragments useful for SIMD instructions.
11 //
12 //===----------------------------------------------------------------------===//
13
14 //===----------------------------------------------------------------------===//
15 // MMX Pattern Fragments
16 //===----------------------------------------------------------------------===//
17
18 def load_mmx : PatFrag<(ops node:$ptr), (v1i64 (load node:$ptr))>;
19
20 def bc_v8i8  : PatFrag<(ops node:$in), (v8i8  (bitconvert node:$in))>;
21 def bc_v4i16 : PatFrag<(ops node:$in), (v4i16 (bitconvert node:$in))>;
22 def bc_v2i32 : PatFrag<(ops node:$in), (v2i32 (bitconvert node:$in))>;
23 def bc_v1i64 : PatFrag<(ops node:$in), (v1i64 (bitconvert node:$in))>;
24
25 //===----------------------------------------------------------------------===//
26 // MMX Masks
27 //===----------------------------------------------------------------------===//
28
29 // MMX_SHUFFLE_get_shuf_imm xform function: convert vector_shuffle mask to
30 // PSHUFW imm.
31 def MMX_SHUFFLE_get_shuf_imm : SDNodeXForm<vector_shuffle, [{
32   return getI8Imm(X86::getShuffleSHUFImmediate(N));
33 }]>;
34
35 // Patterns for: vector_shuffle v1, v2, <2, 6, 3, 7, ...>
36 def mmx_unpckh : PatFrag<(ops node:$lhs, node:$rhs),
37                          (vector_shuffle node:$lhs, node:$rhs), [{
38   return X86::isUNPCKHMask(cast<ShuffleVectorSDNode>(N));
39 }]>;
40
41 // Patterns for: vector_shuffle v1, v2, <0, 4, 2, 5, ...>
42 def mmx_unpckl : PatFrag<(ops node:$lhs, node:$rhs),
43                          (vector_shuffle node:$lhs, node:$rhs), [{
44   return X86::isUNPCKLMask(cast<ShuffleVectorSDNode>(N));
45 }]>;
46
47 // Patterns for: vector_shuffle v1, <undef>, <0, 0, 1, 1, ...>
48 def mmx_unpckh_undef : PatFrag<(ops node:$lhs, node:$rhs),
49                                (vector_shuffle node:$lhs, node:$rhs), [{
50   return X86::isUNPCKH_v_undef_Mask(cast<ShuffleVectorSDNode>(N));
51 }]>;
52
53 // Patterns for: vector_shuffle v1, <undef>, <2, 2, 3, 3, ...>
54 def mmx_unpckl_undef : PatFrag<(ops node:$lhs, node:$rhs),
55                                (vector_shuffle node:$lhs, node:$rhs), [{
56   return X86::isUNPCKL_v_undef_Mask(cast<ShuffleVectorSDNode>(N));
57 }]>;
58
59 def mmx_pshufw : PatFrag<(ops node:$lhs, node:$rhs),
60                          (vector_shuffle node:$lhs, node:$rhs), [{
61   return X86::isPSHUFDMask(cast<ShuffleVectorSDNode>(N));
62 }], MMX_SHUFFLE_get_shuf_imm>;
63
64 //===----------------------------------------------------------------------===//
65 // SSE specific DAG Nodes.
66 //===----------------------------------------------------------------------===//
67
68 def SDTX86FPShiftOp : SDTypeProfile<1, 2, [ SDTCisSameAs<0, 1>,
69                                             SDTCisFP<0>, SDTCisInt<2> ]>;
70 def SDTX86VFCMP : SDTypeProfile<1, 3, [SDTCisInt<0>, SDTCisSameAs<1, 2>,
71                                        SDTCisFP<1>, SDTCisVT<3, i8>]>;
72
73 def X86fmin    : SDNode<"X86ISD::FMIN",      SDTFPBinOp>;
74 def X86fmax    : SDNode<"X86ISD::FMAX",      SDTFPBinOp>;
75 def X86fand    : SDNode<"X86ISD::FAND",      SDTFPBinOp,
76                         [SDNPCommutative, SDNPAssociative]>;
77 def X86for     : SDNode<"X86ISD::FOR",       SDTFPBinOp,
78                         [SDNPCommutative, SDNPAssociative]>;
79 def X86fxor    : SDNode<"X86ISD::FXOR",      SDTFPBinOp,
80                         [SDNPCommutative, SDNPAssociative]>;
81 def X86frsqrt  : SDNode<"X86ISD::FRSQRT",    SDTFPUnaryOp>;
82 def X86frcp    : SDNode<"X86ISD::FRCP",      SDTFPUnaryOp>;
83 def X86fsrl    : SDNode<"X86ISD::FSRL",      SDTX86FPShiftOp>;
84 def X86comi    : SDNode<"X86ISD::COMI",      SDTX86CmpTest>;
85 def X86ucomi   : SDNode<"X86ISD::UCOMI",     SDTX86CmpTest>;
86 def X86pshufb  : SDNode<"X86ISD::PSHUFB",
87                  SDTypeProfile<1, 2, [SDTCisVT<0, v16i8>, SDTCisSameAs<0,1>,
88                                       SDTCisSameAs<0,2>]>>;
89 def X86pextrb  : SDNode<"X86ISD::PEXTRB",
90                  SDTypeProfile<1, 2, [SDTCisVT<0, i32>, SDTCisPtrTy<2>]>>;
91 def X86pextrw  : SDNode<"X86ISD::PEXTRW",
92                  SDTypeProfile<1, 2, [SDTCisVT<0, i32>, SDTCisPtrTy<2>]>>;
93 def X86pinsrb  : SDNode<"X86ISD::PINSRB",
94                  SDTypeProfile<1, 3, [SDTCisVT<0, v16i8>, SDTCisSameAs<0,1>,
95                                       SDTCisVT<2, i32>, SDTCisPtrTy<3>]>>;
96 def X86pinsrw  : SDNode<"X86ISD::PINSRW",
97                  SDTypeProfile<1, 3, [SDTCisVT<0, v8i16>, SDTCisSameAs<0,1>,
98                                       SDTCisVT<2, i32>, SDTCisPtrTy<3>]>>;
99 def X86insrtps : SDNode<"X86ISD::INSERTPS",
100                  SDTypeProfile<1, 3, [SDTCisVT<0, v4f32>, SDTCisSameAs<0,1>,
101                                       SDTCisVT<2, v4f32>, SDTCisPtrTy<3>]>>;
102 def X86vzmovl  : SDNode<"X86ISD::VZEXT_MOVL",
103                  SDTypeProfile<1, 1, [SDTCisSameAs<0,1>]>>;
104 def X86vzload  : SDNode<"X86ISD::VZEXT_LOAD", SDTLoad,
105                         [SDNPHasChain, SDNPMayLoad]>;
106 def X86vshl    : SDNode<"X86ISD::VSHL",      SDTIntShiftOp>;
107 def X86vshr    : SDNode<"X86ISD::VSRL",      SDTIntShiftOp>;
108 def X86cmpps   : SDNode<"X86ISD::CMPPS",     SDTX86VFCMP>;
109 def X86cmppd   : SDNode<"X86ISD::CMPPD",     SDTX86VFCMP>;
110 def X86pcmpeqb : SDNode<"X86ISD::PCMPEQB", SDTIntBinOp, [SDNPCommutative]>;
111 def X86pcmpeqw : SDNode<"X86ISD::PCMPEQW", SDTIntBinOp, [SDNPCommutative]>;
112 def X86pcmpeqd : SDNode<"X86ISD::PCMPEQD", SDTIntBinOp, [SDNPCommutative]>;
113 def X86pcmpeqq : SDNode<"X86ISD::PCMPEQQ", SDTIntBinOp, [SDNPCommutative]>;
114 def X86pcmpgtb : SDNode<"X86ISD::PCMPGTB", SDTIntBinOp>;
115 def X86pcmpgtw : SDNode<"X86ISD::PCMPGTW", SDTIntBinOp>;
116 def X86pcmpgtd : SDNode<"X86ISD::PCMPGTD", SDTIntBinOp>;
117 def X86pcmpgtq : SDNode<"X86ISD::PCMPGTQ", SDTIntBinOp>;
118
119 def SDTX86CmpPTest : SDTypeProfile<1, 2, [SDTCisVT<0, i32>,
120                                           SDTCisVT<1, v4f32>,
121                                           SDTCisVT<2, v4f32>]>;
122 def X86ptest   : SDNode<"X86ISD::PTEST", SDTX86CmpPTest>;
123
124 //===----------------------------------------------------------------------===//
125 // SSE Complex Patterns
126 //===----------------------------------------------------------------------===//
127
128 // These are 'extloads' from a scalar to the low element of a vector, zeroing
129 // the top elements.  These are used for the SSE 'ss' and 'sd' instruction
130 // forms.
131 def sse_load_f32 : ComplexPattern<v4f32, 5, "SelectScalarSSELoad", [],
132                                   [SDNPHasChain, SDNPMayLoad]>;
133 def sse_load_f64 : ComplexPattern<v2f64, 5, "SelectScalarSSELoad", [],
134                                   [SDNPHasChain, SDNPMayLoad]>;
135
136 def ssmem : Operand<v4f32> {
137   let PrintMethod = "printf32mem";
138   let MIOperandInfo = (ops ptr_rc, i8imm, ptr_rc_nosp, i32imm, i8imm);
139   let ParserMatchClass = X86MemAsmOperand;
140 }
141 def sdmem : Operand<v2f64> {
142   let PrintMethod = "printf64mem";
143   let MIOperandInfo = (ops ptr_rc, i8imm, ptr_rc_nosp, i32imm, i8imm);
144   let ParserMatchClass = X86MemAsmOperand;
145 }
146
147 //===----------------------------------------------------------------------===//
148 // SSE pattern fragments
149 //===----------------------------------------------------------------------===//
150
151 def loadv4f32    : PatFrag<(ops node:$ptr), (v4f32 (load node:$ptr))>;
152 def loadv2f64    : PatFrag<(ops node:$ptr), (v2f64 (load node:$ptr))>;
153 def loadv4i32    : PatFrag<(ops node:$ptr), (v4i32 (load node:$ptr))>;
154 def loadv2i64    : PatFrag<(ops node:$ptr), (v2i64 (load node:$ptr))>;
155
156 // FIXME: move this to a more appropriate place after all AVX is done.
157 def loadv8f32    : PatFrag<(ops node:$ptr), (v8f32 (load node:$ptr))>;
158 def loadv4f64    : PatFrag<(ops node:$ptr), (v4f64 (load node:$ptr))>;
159 def loadv8i32    : PatFrag<(ops node:$ptr), (v8i32 (load node:$ptr))>;
160 def loadv4i64    : PatFrag<(ops node:$ptr), (v4i64 (load node:$ptr))>;
161
162 // Like 'store', but always requires vector alignment.
163 def alignedstore : PatFrag<(ops node:$val, node:$ptr),
164                            (store node:$val, node:$ptr), [{
165   return cast<StoreSDNode>(N)->getAlignment() >= 16;
166 }]>;
167
168 // Like 'load', but always requires vector alignment.
169 def alignedload : PatFrag<(ops node:$ptr), (load node:$ptr), [{
170   return cast<LoadSDNode>(N)->getAlignment() >= 16;
171 }]>;
172
173 def alignedloadfsf32 : PatFrag<(ops node:$ptr),
174                                (f32 (alignedload node:$ptr))>;
175 def alignedloadfsf64 : PatFrag<(ops node:$ptr),
176                                (f64 (alignedload node:$ptr))>;
177 def alignedloadv4f32 : PatFrag<(ops node:$ptr),
178                                (v4f32 (alignedload node:$ptr))>;
179 def alignedloadv2f64 : PatFrag<(ops node:$ptr),
180                                (v2f64 (alignedload node:$ptr))>;
181 def alignedloadv4i32 : PatFrag<(ops node:$ptr),
182                                (v4i32 (alignedload node:$ptr))>;
183 def alignedloadv2i64 : PatFrag<(ops node:$ptr),
184                                (v2i64 (alignedload node:$ptr))>;
185
186 // FIXME: move this to a more appropriate place after all AVX is done.
187 def alignedloadv8f32 : PatFrag<(ops node:$ptr),
188                                (v8f32 (alignedload node:$ptr))>;
189 def alignedloadv4f64 : PatFrag<(ops node:$ptr),
190                                (v4f64 (alignedload node:$ptr))>;
191 def alignedloadv8i32 : PatFrag<(ops node:$ptr),
192                                (v8i32 (alignedload node:$ptr))>;
193 def alignedloadv4i64 : PatFrag<(ops node:$ptr),
194                                (v4i64 (alignedload node:$ptr))>;
195
196 // Like 'load', but uses special alignment checks suitable for use in
197 // memory operands in most SSE instructions, which are required to
198 // be naturally aligned on some targets but not on others.  If the subtarget
199 // allows unaligned accesses, match any load, though this may require
200 // setting a feature bit in the processor (on startup, for example).
201 // Opteron 10h and later implement such a feature.
202 def memop : PatFrag<(ops node:$ptr), (load node:$ptr), [{
203   return    Subtarget->hasVectorUAMem()
204          || cast<LoadSDNode>(N)->getAlignment() >= 16;
205 }]>;
206
207 def memopfsf32 : PatFrag<(ops node:$ptr), (f32   (memop node:$ptr))>;
208 def memopfsf64 : PatFrag<(ops node:$ptr), (f64   (memop node:$ptr))>;
209 def memopv4f32 : PatFrag<(ops node:$ptr), (v4f32 (memop node:$ptr))>;
210 def memopv2f64 : PatFrag<(ops node:$ptr), (v2f64 (memop node:$ptr))>;
211 def memopv4i32 : PatFrag<(ops node:$ptr), (v4i32 (memop node:$ptr))>;
212 def memopv2i64 : PatFrag<(ops node:$ptr), (v2i64 (memop node:$ptr))>;
213 def memopv16i8 : PatFrag<(ops node:$ptr), (v16i8 (memop node:$ptr))>;
214
215 // FIXME: move this to a more appropriate place after all AVX is done.
216 def memopv32i8 : PatFrag<(ops node:$ptr), (v32i8 (memop node:$ptr))>;
217 def memopv8f32 : PatFrag<(ops node:$ptr), (v8f32 (memop node:$ptr))>;
218 def memopv4f64 : PatFrag<(ops node:$ptr), (v4f64 (memop node:$ptr))>;
219
220 // SSSE3 uses MMX registers for some instructions. They aren't aligned on a
221 // 16-byte boundary.
222 // FIXME: 8 byte alignment for mmx reads is not required
223 def memop64 : PatFrag<(ops node:$ptr), (load node:$ptr), [{
224   return cast<LoadSDNode>(N)->getAlignment() >= 8;
225 }]>;
226
227 def memopv8i8  : PatFrag<(ops node:$ptr), (v8i8  (memop64 node:$ptr))>;
228 def memopv4i16 : PatFrag<(ops node:$ptr), (v4i16 (memop64 node:$ptr))>;
229 def memopv8i16 : PatFrag<(ops node:$ptr), (v8i16 (memop64 node:$ptr))>;
230 def memopv2i32 : PatFrag<(ops node:$ptr), (v2i32 (memop64 node:$ptr))>;
231
232 // MOVNT Support
233 // Like 'store', but requires the non-temporal bit to be set
234 def nontemporalstore : PatFrag<(ops node:$val, node:$ptr),
235                            (st node:$val, node:$ptr), [{
236   if (StoreSDNode *ST = dyn_cast<StoreSDNode>(N))
237     return ST->isNonTemporal();
238   return false;
239 }]>;
240
241 def alignednontemporalstore : PatFrag<(ops node:$val, node:$ptr),
242                                    (st node:$val, node:$ptr), [{
243   if (StoreSDNode *ST = dyn_cast<StoreSDNode>(N))
244     return ST->isNonTemporal() && !ST->isTruncatingStore() &&
245            ST->getAddressingMode() == ISD::UNINDEXED &&
246            ST->getAlignment() >= 16;
247   return false;
248 }]>;
249
250 def unalignednontemporalstore : PatFrag<(ops node:$val, node:$ptr),
251                                    (st node:$val, node:$ptr), [{
252   if (StoreSDNode *ST = dyn_cast<StoreSDNode>(N))
253     return ST->isNonTemporal() &&
254            ST->getAlignment() < 16;
255   return false;
256 }]>;
257
258 def bc_v4f32 : PatFrag<(ops node:$in), (v4f32 (bitconvert node:$in))>;
259 def bc_v2f64 : PatFrag<(ops node:$in), (v2f64 (bitconvert node:$in))>;
260 def bc_v16i8 : PatFrag<(ops node:$in), (v16i8 (bitconvert node:$in))>;
261 def bc_v8i16 : PatFrag<(ops node:$in), (v8i16 (bitconvert node:$in))>;
262 def bc_v4i32 : PatFrag<(ops node:$in), (v4i32 (bitconvert node:$in))>;
263 def bc_v2i64 : PatFrag<(ops node:$in), (v2i64 (bitconvert node:$in))>;
264
265 // FIXME: move this to a more appropriate place after all AVX is done.
266 def bc_v8i32 : PatFrag<(ops node:$in), (v8i32 (bitconvert node:$in))>;
267
268 def vzmovl_v2i64 : PatFrag<(ops node:$src),
269                            (bitconvert (v2i64 (X86vzmovl
270                              (v2i64 (scalar_to_vector (loadi64 node:$src))))))>;
271 def vzmovl_v4i32 : PatFrag<(ops node:$src),
272                            (bitconvert (v4i32 (X86vzmovl
273                              (v4i32 (scalar_to_vector (loadi32 node:$src))))))>;
274
275 def vzload_v2i64 : PatFrag<(ops node:$src),
276                            (bitconvert (v2i64 (X86vzload node:$src)))>;
277
278
279 def fp32imm0 : PatLeaf<(f32 fpimm), [{
280   return N->isExactlyValue(+0.0);
281 }]>;
282
283 // BYTE_imm - Transform bit immediates into byte immediates.
284 def BYTE_imm  : SDNodeXForm<imm, [{
285   // Transformation function: imm >> 3
286   return getI32Imm(N->getZExtValue() >> 3);
287 }]>;
288
289 // SHUFFLE_get_shuf_imm xform function: convert vector_shuffle mask to PSHUF*,
290 // SHUFP* etc. imm.
291 def SHUFFLE_get_shuf_imm : SDNodeXForm<vector_shuffle, [{
292   return getI8Imm(X86::getShuffleSHUFImmediate(N));
293 }]>;
294
295 // SHUFFLE_get_pshufhw_imm xform function: convert vector_shuffle mask to
296 // PSHUFHW imm.
297 def SHUFFLE_get_pshufhw_imm : SDNodeXForm<vector_shuffle, [{
298   return getI8Imm(X86::getShufflePSHUFHWImmediate(N));
299 }]>;
300
301 // SHUFFLE_get_pshuflw_imm xform function: convert vector_shuffle mask to
302 // PSHUFLW imm.
303 def SHUFFLE_get_pshuflw_imm : SDNodeXForm<vector_shuffle, [{
304   return getI8Imm(X86::getShufflePSHUFLWImmediate(N));
305 }]>;
306
307 // SHUFFLE_get_palign_imm xform function: convert vector_shuffle mask to
308 // a PALIGNR imm.
309 def SHUFFLE_get_palign_imm : SDNodeXForm<vector_shuffle, [{
310   return getI8Imm(X86::getShufflePALIGNRImmediate(N));
311 }]>;
312
313 def splat_lo : PatFrag<(ops node:$lhs, node:$rhs),
314                        (vector_shuffle node:$lhs, node:$rhs), [{
315   ShuffleVectorSDNode *SVOp = cast<ShuffleVectorSDNode>(N);
316   return SVOp->isSplat() && SVOp->getSplatIndex() == 0;
317 }]>;
318
319 def movddup : PatFrag<(ops node:$lhs, node:$rhs),
320                       (vector_shuffle node:$lhs, node:$rhs), [{
321   return X86::isMOVDDUPMask(cast<ShuffleVectorSDNode>(N));
322 }]>;
323
324 def movhlps : PatFrag<(ops node:$lhs, node:$rhs),
325                       (vector_shuffle node:$lhs, node:$rhs), [{
326   return X86::isMOVHLPSMask(cast<ShuffleVectorSDNode>(N));
327 }]>;
328
329 def movhlps_undef : PatFrag<(ops node:$lhs, node:$rhs),
330                             (vector_shuffle node:$lhs, node:$rhs), [{
331   return X86::isMOVHLPS_v_undef_Mask(cast<ShuffleVectorSDNode>(N));
332 }]>;
333
334 def movlhps : PatFrag<(ops node:$lhs, node:$rhs),
335                       (vector_shuffle node:$lhs, node:$rhs), [{
336   return X86::isMOVLHPSMask(cast<ShuffleVectorSDNode>(N));
337 }]>;
338
339 def movlp : PatFrag<(ops node:$lhs, node:$rhs),
340                     (vector_shuffle node:$lhs, node:$rhs), [{
341   return X86::isMOVLPMask(cast<ShuffleVectorSDNode>(N));
342 }]>;
343
344 def movl : PatFrag<(ops node:$lhs, node:$rhs),
345                    (vector_shuffle node:$lhs, node:$rhs), [{
346   return X86::isMOVLMask(cast<ShuffleVectorSDNode>(N));
347 }]>;
348
349 def movshdup : PatFrag<(ops node:$lhs, node:$rhs),
350                        (vector_shuffle node:$lhs, node:$rhs), [{
351   return X86::isMOVSHDUPMask(cast<ShuffleVectorSDNode>(N));
352 }]>;
353
354 def movsldup : PatFrag<(ops node:$lhs, node:$rhs),
355                        (vector_shuffle node:$lhs, node:$rhs), [{
356   return X86::isMOVSLDUPMask(cast<ShuffleVectorSDNode>(N));
357 }]>;
358
359 def unpckl : PatFrag<(ops node:$lhs, node:$rhs),
360                      (vector_shuffle node:$lhs, node:$rhs), [{
361   return X86::isUNPCKLMask(cast<ShuffleVectorSDNode>(N));
362 }]>;
363
364 def unpckh : PatFrag<(ops node:$lhs, node:$rhs),
365                      (vector_shuffle node:$lhs, node:$rhs), [{
366   return X86::isUNPCKHMask(cast<ShuffleVectorSDNode>(N));
367 }]>;
368
369 def unpckl_undef : PatFrag<(ops node:$lhs, node:$rhs),
370                            (vector_shuffle node:$lhs, node:$rhs), [{
371   return X86::isUNPCKL_v_undef_Mask(cast<ShuffleVectorSDNode>(N));
372 }]>;
373
374 def unpckh_undef : PatFrag<(ops node:$lhs, node:$rhs),
375                            (vector_shuffle node:$lhs, node:$rhs), [{
376   return X86::isUNPCKH_v_undef_Mask(cast<ShuffleVectorSDNode>(N));
377 }]>;
378
379 def pshufd : PatFrag<(ops node:$lhs, node:$rhs),
380                      (vector_shuffle node:$lhs, node:$rhs), [{
381   return X86::isPSHUFDMask(cast<ShuffleVectorSDNode>(N));
382 }], SHUFFLE_get_shuf_imm>;
383
384 def shufp : PatFrag<(ops node:$lhs, node:$rhs),
385                     (vector_shuffle node:$lhs, node:$rhs), [{
386   return X86::isSHUFPMask(cast<ShuffleVectorSDNode>(N));
387 }], SHUFFLE_get_shuf_imm>;
388
389 def pshufhw : PatFrag<(ops node:$lhs, node:$rhs),
390                       (vector_shuffle node:$lhs, node:$rhs), [{
391   return X86::isPSHUFHWMask(cast<ShuffleVectorSDNode>(N));
392 }], SHUFFLE_get_pshufhw_imm>;
393
394 def pshuflw : PatFrag<(ops node:$lhs, node:$rhs),
395                       (vector_shuffle node:$lhs, node:$rhs), [{
396   return X86::isPSHUFLWMask(cast<ShuffleVectorSDNode>(N));
397 }], SHUFFLE_get_pshuflw_imm>;
398
399 def palign : PatFrag<(ops node:$lhs, node:$rhs),
400                      (vector_shuffle node:$lhs, node:$rhs), [{
401   return X86::isPALIGNRMask(cast<ShuffleVectorSDNode>(N));
402 }], SHUFFLE_get_palign_imm>;