lib/Target/X86/X86InstrInfo.td

   1 //===- X86InstrInfo.td - Describe the X86 Instruction Set -------*- C++ -*-===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
   6 // the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file describes the X86 instruction set, defining the instructions, and
  11 // properties of the instructions which are needed for code generation, machine
  12 // code emission, and analysis.
  13 //
  14 //===----------------------------------------------------------------------===//
  15
  16 // Format specifies the encoding used by the instruction.  This is part of the
  17 // ad-hoc solution used to emit machine instruction encodings by our machine
  18 // code emitter.
  19 class Format<bits<5> val> {
  20   bits<5> Value = val;
  21 }
  22
  23 def Pseudo     : Format<0>; def RawFrm     : Format<1>;
  24 def AddRegFrm  : Format<2>; def MRMDestReg : Format<3>;
  25 def MRMDestMem : Format<4>; def MRMSrcReg  : Format<5>;
  26 def MRMSrcMem  : Format<6>;
  27 def MRMS0r : Format<16>; def MRMS1r : Format<17>; def MRMS2r : Format<18>;
  28 def MRMS3r : Format<19>; def MRMS4r : Format<20>; def MRMS5r : Format<21>;
  29 def MRMS6r : Format<22>; def MRMS7r : Format<23>;
  30 def MRMS0m : Format<24>; def MRMS1m : Format<25>; def MRMS2m : Format<26>;
  31 def MRMS3m : Format<27>; def MRMS4m : Format<28>; def MRMS5m : Format<29>;
  32 def MRMS6m : Format<30>; def MRMS7m : Format<31>;
  33
  34 // ArgType - This specifies the argument type used by an instruction. This is
  35 // part of the ad-hoc solution used to emit machine instruction encodings by our
  36 // machine code emitter.
  37 class ArgType<bits<3> val> {
  38   bits<3> Value = val;
  39 }
  40 def NoArg  : ArgType<0>;
  41 def Arg8   : ArgType<1>;
  42 def Arg16  : ArgType<2>;
  43 def Arg32  : ArgType<3>;
  44 def Arg64  : ArgType<4>;   // 64 bit int argument for FILD64
  45 def ArgF32 : ArgType<5>;
  46 def ArgF64 : ArgType<6>;
  47 def ArgF80 : ArgType<6>;
  48
  49 // FPFormat - This specifies what form this FP instruction has.  This is used by
  50 // the Floating-Point stackifier pass.
  51 class FPFormat<bits<3> val> {
  52   bits<3> Value = val;
  53 }
  54 def NotFP      : FPFormat<0>;
  55 def ZeroArgFP  : FPFormat<1>;
  56 def OneArgFP   : FPFormat<2>;
  57 def OneArgFPRW : FPFormat<3>;
  58 def TwoArgFP   : FPFormat<4>;
  59 def SpecialFP  : FPFormat<5>;
  60
  61
  62 class X86Inst<string nam, bits<8> opcod, Format f, ArgType a> : Instruction {
  63   let Namespace = "X86";
  64
  65   let Name = nam;
  66   bits<8> Opcode = opcod;
  67   Format Form = f;
  68   bits<5> FormBits = Form.Value;
  69   ArgType Type = a;
  70   bits<3> TypeBits = Type.Value;
  71
  72   // Attributes specific to X86 instructions...
  73   bit hasOpSizePrefix = 0; // Does this inst have a 0x66 prefix?
  74   bit printImplicitUses = 0; // Should we print implicit uses of this inst?
  75
  76   bits<4> Prefix = 0;       // Which prefix byte does this inst have?
  77   FPFormat FPForm;          // What flavor of FP instruction is this?
  78   bits<3> FPFormBits = 0;
  79 }
  80
  81 class Imp<list<Register> uses, list<Register> defs> {
  82   list<Register> Uses = uses;
  83   list<Register> Defs = defs;
  84 }
  85
  86 class Pattern<dag P> {
  87   dag Pattern = P;
  88 }
  89
  90
  91 // Prefix byte classes which are used to indicate to the ad-hoc machine code
  92 // emitter that various prefix bytes are required.
  93 class OpSize { bit hasOpSizePrefix = 1; }
  94 class TB     { bits<4> Prefix = 1; }
  95 class REP    { bits<4> Prefix = 2; }
  96 class D8     { bits<4> Prefix = 3; }
  97 class D9     { bits<4> Prefix = 4; }
  98 class DA     { bits<4> Prefix = 5; }
  99 class DB     { bits<4> Prefix = 6; }
 100 class DC     { bits<4> Prefix = 7; }
 101 class DD     { bits<4> Prefix = 8; }
 102 class DE     { bits<4> Prefix = 9; }
 103 class DF     { bits<4> Prefix = 10; }
 104
 105
 106
 107 //===----------------------------------------------------------------------===//
 108 // Instruction list...
 109 //
 110
 111 def PHI : X86Inst<"PHI", 0, Pseudo, NoArg>;          // PHI node...
 112
 113 def NOOP : X86Inst<"nop", 0x90, RawFrm, NoArg>;    // nop
 114
 115 def ADJCALLSTACKDOWN : X86Inst<"ADJCALLSTACKDOWN", 0, Pseudo, NoArg>;
 116 def ADJCALLSTACKUP   : X86Inst<"ADJCALLSTACKUP",   0, Pseudo, NoArg>;
 117 def IMPLICIT_USE     : X86Inst<"IMPLICIT_USE",     0, Pseudo, NoArg>;
 118 def IMPLICIT_DEF     : X86Inst<"IMPLICIT_DEF",     0, Pseudo, NoArg>;
 119 let isTerminator = 1 in
 120   let Defs = [FP0, FP1, FP2, FP3, FP4, FP5, FP6] in
 121     def FP_REG_KILL    : X86Inst<"FP_REG_KILL",      0, Pseudo, NoArg>;
 122 //===----------------------------------------------------------------------===//
 123 //  Control Flow Instructions...
 124 //
 125
 126 // Return instruction...
 127 let isTerminator = 1, isReturn = 1 in
 128   def RET : X86Inst<"ret", 0xC3, RawFrm, NoArg>, Pattern<(retvoid)>;
 129
 130 // All branches are RawFrm, Void, Branch, and Terminators
 131 let isBranch = 1, isTerminator = 1 in
 132   class IBr<string name, bits<8> opcode> : X86Inst<name, opcode, RawFrm, NoArg>;
 133
 134 def JMP : IBr<"jmp", 0xE9>, Pattern<(br basicblock)>;
 135 def JB  : IBr<"jb" , 0x82>, TB;
 136 def JAE : IBr<"jae", 0x83>, TB;
 137 def JE  : IBr<"je" , 0x84>, TB, Pattern<(isVoid (unspec1 basicblock))>;
 138 def JNE : IBr<"jne", 0x85>, TB;
 139 def JBE : IBr<"jbe", 0x86>, TB;
 140 def JA  : IBr<"ja" , 0x87>, TB;
 141 def JS  : IBr<"js" , 0x88>, TB;
 142 def JNS : IBr<"jns", 0x89>, TB;
 143 def JL  : IBr<"jl" , 0x8C>, TB;
 144 def JGE : IBr<"jge", 0x8D>, TB;
 145 def JLE : IBr<"jle", 0x8E>, TB;
 146 def JG  : IBr<"jg" , 0x8F>, TB;
 147
 148
 149 //===----------------------------------------------------------------------===//
 150 //  Call Instructions...
 151 //
 152 let isCall = 1 in
 153   // All calls clobber the non-callee saved registers...
 154   let Defs = [EAX, ECX, EDX, FP0, FP1, FP2, FP3, FP4, FP5, FP6] in {
 155     def CALLpcrel32 : X86Inst<"call", 0xE8, RawFrm, NoArg>;
 156     def CALLr32     : X86Inst<"call", 0xFF, MRMS2r, Arg32>;
 157     def CALLm32     : X86Inst<"call", 0xFF, MRMS2m, Arg32>;
 158   }
 159
 160
 161 //===----------------------------------------------------------------------===//
 162 //  Miscellaneous Instructions...
 163 //
 164 def LEAVE    : X86Inst<"leave", 0xC9, RawFrm, NoArg>, Imp<[EBP,ESP],[EBP,ESP]>;
 165 def POPr32   : X86Inst<"pop",   0x58, AddRegFrm, Arg32>, Imp<[ESP],[ESP]>;
 166
 167 let isTwoAddress = 1 in                                      // R32 = bswap R32
 168   def BSWAPr32 : X86Inst<"bswap", 0xC8, AddRegFrm, Arg32>, TB;
 169
 170 def XCHGrr8  : X86Inst<"xchg", 0x86, MRMDestReg, Arg8>;         // xchg R8, R8
 171 def XCHGrr16 : X86Inst<"xchg", 0x87, MRMDestReg, Arg16>, OpSize;// xchg R16, R16
 172 def XCHGrr32 : X86Inst<"xchg", 0x87, MRMDestReg, Arg32>;        // xchg R32, R32
 173
 174 def LEAr16 : X86Inst<"lea", 0x8D, MRMSrcMem, Arg16>, OpSize; // R16 = lea [mem]
 175 def LEAr32 : X86Inst<"lea", 0x8D, MRMSrcMem, Arg32>;         // R32 = lea [mem]
 176
 177
 178 def REP_MOVSB : X86Inst<"rep movsb", 0xA4, RawFrm, NoArg>, REP,
 179                 Imp<[ECX,EDI,ESI], [ECX,EDI,ESI]>;
 180 def REP_MOVSW : X86Inst<"rep movsw", 0xA5, RawFrm, NoArg>, REP, OpSize,
 181                 Imp<[ECX,EDI,ESI], [ECX,EDI,ESI]>;
 182 def REP_MOVSD : X86Inst<"rep movsd", 0xA5, RawFrm, NoArg>, REP,
 183                 Imp<[ECX,EDI,ESI], [ECX,EDI,ESI]>;
 184
 185 def REP_STOSB : X86Inst<"rep stosb", 0xAA, RawFrm, NoArg>, REP,
 186                 Imp<[AL,ECX,EDI], [ECX,EDI]>;
 187 def REP_STOSW : X86Inst<"rep stosw", 0xAB, RawFrm, NoArg>, REP, OpSize,
 188                 Imp<[AX,ECX,EDI], [ECX,EDI]>;
 189 def REP_STOSD : X86Inst<"rep stosd", 0xAB, RawFrm, NoArg>, REP,
 190                 Imp<[EAX,ECX,EDI], [ECX,EDI]>;
 191
 192 //===----------------------------------------------------------------------===//
 193 //  Move Instructions...
 194 //
 195 def MOVrr8  : X86Inst<"mov", 0x88, MRMDestReg, Arg8>,          Pattern<(set R8 , R8 )>;
 196 def MOVrr16 : X86Inst<"mov", 0x89, MRMDestReg, Arg16>, OpSize, Pattern<(set R16, R16)>;
 197 def MOVrr32 : X86Inst<"mov", 0x89, MRMDestReg, Arg32>,         Pattern<(set R32, R32)>;
 198 def MOVri8  : X86Inst<"mov", 0xB0, AddRegFrm , Arg8>,          Pattern<(set R8 , imm )>;
 199 def MOVri16 : X86Inst<"mov", 0xB8, AddRegFrm , Arg16>, OpSize, Pattern<(set R16, imm)>;
 200 def MOVri32 : X86Inst<"mov", 0xB8, AddRegFrm , Arg32>,         Pattern<(set R32, imm)>;
 201 def MOVmi8  : X86Inst<"mov", 0xC6, MRMS0m    , Arg8>;             // [mem] = imm8
 202 def MOVmi16 : X86Inst<"mov", 0xC7, MRMS0m    , Arg16>, OpSize;    // [mem] = imm16
 203 def MOVmi32 : X86Inst<"mov", 0xC7, MRMS0m    , Arg32>;            // [mem] = imm32
 204
 205 def MOVmr8  : X86Inst<"mov", 0x8A, MRMSrcMem , Arg8>;             // R8  = [mem]
 206 def MOVmr16 : X86Inst<"mov", 0x8B, MRMSrcMem , Arg16>, OpSize,    // R16 = [mem]
 207               Pattern<(set R16, (load (plus R32, (plus (times imm, R32), imm))))>;
 208 def MOVmr32 : X86Inst<"mov", 0x8B, MRMSrcMem , Arg32>,            // R32 = [mem]
 209               Pattern<(set R32, (load (plus R32, (plus (times imm, R32), imm))))>;
 210
 211 def MOVrm8  : X86Inst<"mov", 0x88, MRMDestMem, Arg8>;             // [mem] = R8
 212 def MOVrm16 : X86Inst<"mov", 0x89, MRMDestMem, Arg16>, OpSize;    // [mem] = R16
 213 def MOVrm32 : X86Inst<"mov", 0x89, MRMDestMem, Arg32>;            // [mem] = R32
 214
 215 //===----------------------------------------------------------------------===//
 216 //  Fixed-Register Multiplication and Division Instructions...
 217 //
 218
 219 // Extra precision multiplication
 220 def MULr8  : X86Inst<"mul", 0xF6, MRMS4r, Arg8 >, Imp<[AL],[AX]>;               // AL,AH = AL*R8
 221 def MULr16 : X86Inst<"mul", 0xF7, MRMS4r, Arg16>, Imp<[AX],[AX,DX]>, OpSize;    // AX,DX = AX*R16
 222 def MULr32 : X86Inst<"mul", 0xF7, MRMS4r, Arg32>, Imp<[EAX],[EAX,EDX]>;         // EAX,EDX = EAX*R32
 223
 224 // unsigned division/remainder
 225 def DIVr8  : X86Inst<"div", 0xF6, MRMS6r, Arg8 >, Imp<[AX],[AX]>;               // AX/r8 = AL,AH
 226 def DIVr16 : X86Inst<"div", 0xF7, MRMS6r, Arg16>, Imp<[AX,DX],[AX,DX]>, OpSize; // DX:AX/r16 = AX,DX
 227 def DIVr32 : X86Inst<"div", 0xF7, MRMS6r, Arg32>, Imp<[EAX,EDX],[EAX,EDX]>;     // EDX:EAX/r32 = EAX,EDX
 228
 229 // signed division/remainder
 230 def IDIVr8 : X86Inst<"idiv",0xF6, MRMS7r, Arg8 >, Imp<[AX],[AX]>;               // AX/r8 = AL,AH
 231 def IDIVr16: X86Inst<"idiv",0xF7, MRMS7r, Arg16>, Imp<[AX,DX],[AX,DX]>, OpSize; // DX:AX/r16 = AX,DX
 232 def IDIVr32: X86Inst<"idiv",0xF7, MRMS7r, Arg32>, Imp<[EAX,EDX],[EAX,EDX]>;     // EDX:EAX/r32 = EAX,EDX
 233
 234 // Sign-extenders for division
 235 def CBW    : X86Inst<"cbw", 0x98, RawFrm, Arg8 >, Imp<[AL],[AH]>;               // AX = signext(AL)
 236 def CWD    : X86Inst<"cwd", 0x99, RawFrm, Arg8 >, Imp<[AX],[DX]>;               // DX:AX = signext(AX)
 237 def CDQ    : X86Inst<"cdq", 0x99, RawFrm, Arg8 >, Imp<[EAX],[EDX]>;             // EDX:EAX = signext(EAX)
 238
 239 //===----------------------------------------------------------------------===//
 240 //  Two address Instructions...
 241 //
 242 let isTwoAddress = 1 in {  // Define some helper classes to make defs shorter.
 243   class I2A8 <string n, bits<8> o, Format F> : X86Inst<n, o, F, Arg8>;
 244   class I2A16<string n, bits<8> o, Format F> : X86Inst<n, o, F, Arg16>;
 245   class I2A32<string n, bits<8> o, Format F> : X86Inst<n, o, F, Arg32>;
 246 }
 247
 248 // unary instructions
 249 def NEGr8  : I2A8 <"neg", 0xF6, MRMS3r>;         // R8  = -R8  = 0-R8
 250 def NEGr16 : I2A16<"neg", 0xF7, MRMS3r>, OpSize; // R16 = -R16 = 0-R16
 251 def NEGr32 : I2A32<"neg", 0xF7, MRMS3r>;         // R32 = -R32 = 0-R32
 252 def NOTr8  : I2A8 <"not", 0xF6, MRMS2r>;         // R8  = ~R8  = R8^-1
 253 def NOTr16 : I2A16<"not", 0xF7, MRMS2r>, OpSize; // R16 = ~R16 = R16^-1
 254 def NOTr32 : I2A32<"not", 0xF7, MRMS2r>;         // R32 = ~R32 = R32^-1
 255
 256 def INCr8  : I2A8 <"inc", 0xFE, MRMS0r>;         // R8  = R8 +1
 257 def INCr16 : I2A16<"inc", 0xFF, MRMS0r>, OpSize; // R16 = R16+1
 258 def INCr32 : I2A32<"inc", 0xFF, MRMS0r>;         // R32 = R32+1
 259 def DECr8  : I2A8 <"dec", 0xFE, MRMS1r>;         // R8  = R8 -1
 260 def DECr16 : I2A16<"dec", 0xFF, MRMS1r>, OpSize; // R16 = R16-1
 261 def DECr32 : I2A32<"dec", 0xFF, MRMS1r>;         // R32 = R32-1
 262
 263
 264
 265 // Arithmetic...
 266 def ADDrr8   : I2A8 <"add", 0x00, MRMDestReg>,         Pattern<(set R8 , (plus R8 , R8 ))>;
 267 def ADDrr16  : I2A16<"add", 0x01, MRMDestReg>, OpSize, Pattern<(set R16, (plus R16, R16))>;
 268 def ADDrr32  : I2A32<"add", 0x01, MRMDestReg>,         Pattern<(set R32, (plus R32, R32))>;
 269 def ADDri8   : I2A8 <"add", 0x80, MRMS0r    >,         Pattern<(set R8 , (plus R8 , imm))>;
 270 def ADDri16  : I2A16<"add", 0x81, MRMS0r    >, OpSize, Pattern<(set R16, (plus R16, imm))>;
 271 def ADDri32  : I2A32<"add", 0x81, MRMS0r    >,         Pattern<(set R32, (plus R32, imm))>;
 272 def ADDri16b : I2A8 <"add", 0x83, MRMS0r    >, OpSize;   // ADDri with sign extended 8 bit imm
 273 def ADDri32b : I2A8 <"add", 0x83, MRMS0r    >;
 274
 275 def ADDmr8   : I2A8 <"add", 0x00, MRMDestMem>;         // [mem8]  += R8
 276 def ADDmr16  : I2A16<"add", 0x01, MRMDestMem>, OpSize; // [mem16] += R16
 277 def ADDmr32  : I2A32<"add", 0x01, MRMDestMem>;         // [mem32] += R32
 278 def ADDrm8   : I2A8 <"add", 0x02, MRMSrcMem >;         // R8  += [mem8]
 279 def ADDrm16  : I2A16<"add", 0x03, MRMSrcMem >, OpSize; // R16 += [mem16]
 280 def ADDrm32  : I2A32<"add", 0x03, MRMSrcMem >;         // R32 += [mem32]
 281 def ADDmi8   : I2A8 <"add", 0x80, MRMSrcMem >;         // [mem8] += I8
 282 def ADDmi16  : I2A16<"add", 0x81, MRMSrcMem >, OpSize; // [mem16] += I16
 283 def ADDmi32  : I2A32<"add", 0x81, MRMSrcMem >;         // [mem32] += I8
 284 def ADDmi16b : I2A8 <"add", 0x83, MRMSrcMem >, OpSize; // [mem16] += I8
 285 def ADDmi32b : I2A8 <"add", 0x83, MRMSrcMem >;         // [mem32] += I32
 286
 287 def ADCrr32  : I2A32<"adc", 0x11, MRMDestReg>;                // R32 += imm32+Carry
 288
 289 def SUBrr8   : I2A8 <"sub", 0x28, MRMDestReg>,         Pattern<(set R8 , (minus R8 , R8 ))>;
 290 def SUBrr16  : I2A16<"sub", 0x29, MRMDestReg>, OpSize, Pattern<(set R16, (minus R16, R16))>;
 291 def SUBrr32  : I2A32<"sub", 0x29, MRMDestReg>,         Pattern<(set R32, (minus R32, R32))>;
 292 def SUBri8   : I2A8 <"sub", 0x80, MRMS5r    >,         Pattern<(set R8 , (minus R8 , imm))>;
 293 def SUBri16  : I2A16<"sub", 0x81, MRMS5r    >, OpSize, Pattern<(set R16, (minus R16, imm))>;
 294 def SUBri32  : I2A32<"sub", 0x81, MRMS5r    >,         Pattern<(set R32, (minus R32, imm))>;
 295 def SUBri16b : I2A8 <"sub", 0x83, MRMS5r    >, OpSize;
 296 def SUBri32b : I2A8 <"sub", 0x83, MRMS5r    >;
 297
 298 def SBBrr32  : I2A32<"sbb", 0x19, MRMDestReg>;                // R32 -= R32+Carry
 299
 300 def IMULrr16 : I2A16<"imul", 0xAF, MRMSrcReg>, TB, OpSize, Pattern<(set R16, (times R16, R16))>;
 301 def IMULrr32 : I2A32<"imul", 0xAF, MRMSrcReg>, TB        , Pattern<(set R32, (times R32, R32))>;
 302 def IMULrm16 : I2A16<"imul", 0xAF, MRMSrcMem>, TB, OpSize;
 303 def IMULrm32 : I2A32<"imul", 0xAF, MRMSrcMem>, TB        ;
 304
 305
 306 // These are suprisingly enough not two address instructions!
 307 def IMULrri16  : X86Inst<"imul", 0x69, MRMSrcReg, Arg16>,     OpSize;  // R16 = R16*I16
 308 def IMULrri32  : X86Inst<"imul", 0x69, MRMSrcReg, Arg32>;              // R32 = R32*I32
 309 def IMULrri16b : X86Inst<"imul", 0x6B, MRMSrcReg, Arg8 >,     OpSize;  // R16 = R16*I8
 310 def IMULrri32b : X86Inst<"imul", 0x6B, MRMSrcReg, Arg8 >;              // R32 = R32*I8
 311 def IMULrmi16  : X86Inst<"imul", 0x69, MRMSrcMem, Arg16>,     OpSize;  // R16 = [mem16]*I16
 312 def IMULrmi32  : X86Inst<"imul", 0x69, MRMSrcMem, Arg32>;              // R32 = [mem32]*I32
 313 def IMULrmi16b : X86Inst<"imul", 0x6B, MRMSrcMem, Arg8 >,     OpSize;  // R16 = [mem16]*I8
 314 def IMULrmi32b : X86Inst<"imul", 0x6B, MRMSrcMem, Arg8 >;              // R32 = [mem32]*I8
 315
 316
 317
 318 // Logical operators...
 319 def ANDrr8   : I2A8 <"and", 0x20, MRMDestReg>,         Pattern<(set R8 , (and R8 , R8 ))>;
 320 def ANDrr16  : I2A16<"and", 0x21, MRMDestReg>, OpSize, Pattern<(set R16, (and R16, R16))>;
 321 def ANDrr32  : I2A32<"and", 0x21, MRMDestReg>,         Pattern<(set R32, (and R32, R32))>;
 322 def ANDmr8   : I2A8 <"and", 0x20, MRMDestMem>;            // [mem8]  &= R8
 323 def ANDmr16  : I2A16<"and", 0x21, MRMDestMem>, OpSize;    // [mem16] &= R16
 324 def ANDmr32  : I2A32<"and", 0x21, MRMDestMem>;            // [mem32] &= R32
 325 def ANDrm8   : I2A8 <"and", 0x22, MRMSrcMem >;            // R8  &= [mem8]
 326 def ANDrm16  : I2A16<"and", 0x23, MRMSrcMem >, OpSize;    // R16 &= [mem16]
 327 def ANDrm32  : I2A32<"and", 0x23, MRMSrcMem >;            // R32 &= [mem32]
 328
 329 def ANDri8   : I2A8 <"and", 0x80, MRMS4r    >,         Pattern<(set R8 , (and R8 , imm))>;
 330 def ANDri16  : I2A16<"and", 0x81, MRMS4r    >, OpSize, Pattern<(set R16, (and R16, imm))>;
 331 def ANDri32  : I2A32<"and", 0x81, MRMS4r    >,         Pattern<(set R32, (and R32, imm))>;
 332 def ANDmi8   : I2A8 <"and", 0x80, MRMS4m    >;            // [mem8]  &= imm8
 333 def ANDmi16  : I2A16<"and", 0x81, MRMS4m    >, OpSize;    // [mem16] &= imm16
 334 def ANDmi32  : I2A32<"and", 0x81, MRMS4m    >;            // [mem32] &= imm32
 335
 336 def ANDri16b : I2A8 <"and", 0x83, MRMS4r    >, OpSize;    // R16 &= imm8
 337 def ANDri32b : I2A8 <"and", 0x83, MRMS4r    >;            // R32 &= imm8
 338 def ANDmi16b : I2A8 <"and", 0x83, MRMS4m    >, OpSize;    // [mem16] &= imm8
 339 def ANDmi32b : I2A8 <"and", 0x83, MRMS4m    >;            // [mem32] &= imm8
 340
 341
 342
 343 def ORrr8    : I2A8 <"or" , 0x08, MRMDestReg>,         Pattern<(set R8 , (or  R8 , R8 ))>;
 344 def ORrr16   : I2A16<"or" , 0x09, MRMDestReg>, OpSize, Pattern<(set R16, (or  R16, R16))>;
 345 def ORrr32   : I2A32<"or" , 0x09, MRMDestReg>,         Pattern<(set R32, (or  R32, R32))>;
 346 def ORri8    : I2A8 <"or" , 0x80, MRMS1r    >,         Pattern<(set R8 , (or  R8 , imm))>;
 347 def ORri16   : I2A16<"or" , 0x81, MRMS1r    >, OpSize, Pattern<(set R16, (or  R16, imm))>;
 348 def ORri32   : I2A32<"or" , 0x81, MRMS1r    >,         Pattern<(set R32, (or  R32, imm))>;
 349 def ORri16b  : I2A8 <"or" , 0x83, MRMS1r    >, OpSize;
 350 def ORri32b  : I2A8 <"or" , 0x83, MRMS1r    >;
 351
 352
 353 def XORrr8   : I2A8 <"xor", 0x30, MRMDestReg>,         Pattern<(set R8 , (xor R8 , R8 ))>;
 354 def XORrr16  : I2A16<"xor", 0x31, MRMDestReg>, OpSize, Pattern<(set R16, (xor R16, R16))>;
 355 def XORrr32  : I2A32<"xor", 0x31, MRMDestReg>,         Pattern<(set R32, (xor R32, R32))>;
 356 def XORri8   : I2A8 <"xor", 0x80, MRMS6r    >,         Pattern<(set R8 , (xor R8 , imm))>;
 357 def XORri16  : I2A16<"xor", 0x81, MRMS6r    >, OpSize, Pattern<(set R16, (xor R16, imm))>;
 358 def XORri32  : I2A32<"xor", 0x81, MRMS6r    >,         Pattern<(set R32, (xor R32, imm))>;
 359 def XORri16b : I2A8 <"xor", 0x83, MRMS6r    >, OpSize;
 360 def XORri32b : I2A8 <"xor", 0x83, MRMS6r    >;
 361
 362 // Test instructions are just like AND, except they don't generate a result.
 363 def TESTrr8  : X86Inst<"test", 0x84, MRMDestReg, Arg8 >;          // flags = R8  & R8
 364 def TESTrr16 : X86Inst<"test", 0x85, MRMDestReg, Arg16>, OpSize;  // flags = R16 & R16
 365 def TESTrr32 : X86Inst<"test", 0x85, MRMDestReg, Arg32>;          // flags = R32 & R32
 366 def TESTri8  : X86Inst<"test", 0xF6, MRMS0r    , Arg8 >;          // flags = R8  & imm8
 367 def TESTri16 : X86Inst<"test", 0xF7, MRMS0r    , Arg16>, OpSize;  // flags = R16 & imm16
 368 def TESTri32 : X86Inst<"test", 0xF7, MRMS0r    , Arg32>;          // flags = R32 & imm32
 369
 370 // Shift instructions
 371 class UsesCL { list<Register> Uses = [CL]; bit printImplicitUses = 1; }
 372
 373 def SHLrr8   : I2A8 <"shl", 0xD2, MRMS4r    >        , UsesCL; // R8  <<= cl
 374 def SHLrr16  : I2A8 <"shl", 0xD3, MRMS4r    >, OpSize, UsesCL; // R16 <<= cl
 375 def SHLrr32  : I2A8 <"shl", 0xD3, MRMS4r    >        , UsesCL; // R32 <<= cl
 376 def SHLri8   : I2A8 <"shl", 0xC0, MRMS4r    >;                 // R8  <<= imm8
 377 def SHLri16  : I2A8 <"shl", 0xC1, MRMS4r    >, OpSize;         // R16 <<= imm16
 378 def SHLri32  : I2A8 <"shl", 0xC1, MRMS4r    >;                 // R32 <<= imm32
 379 def SHRrr8   : I2A8 <"shr", 0xD2, MRMS5r    >        , UsesCL; // R8  >>= cl
 380 def SHRrr16  : I2A8 <"shr", 0xD3, MRMS5r    >, OpSize, UsesCL; // R16 >>= cl
 381 def SHRrr32  : I2A8 <"shr", 0xD3, MRMS5r    >        , UsesCL; // R32 >>= cl
 382 def SHRri8   : I2A8 <"shr", 0xC0, MRMS5r    >;                 // R8  >>= imm8
 383 def SHRri16  : I2A8 <"shr", 0xC1, MRMS5r    >, OpSize;         // R16 >>= imm16
 384 def SHRri32  : I2A8 <"shr", 0xC1, MRMS5r    >;                 // R32 >>= imm32
 385 def SARrr8   : I2A8 <"sar", 0xD2, MRMS7r    >        , UsesCL; // R8  >>>= cl
 386 def SARrr16  : I2A8 <"sar", 0xD3, MRMS7r    >, OpSize, UsesCL; // R16 >>>= cl
 387 def SARrr32  : I2A8 <"sar", 0xD3, MRMS7r    >        , UsesCL; // R32 >>>= cl
 388 def SARri8   : I2A8 <"sar", 0xC0, MRMS7r    >;                 // R8  >>>= imm8
 389 def SARri16  : I2A8 <"sar", 0xC1, MRMS7r    >, OpSize;         // R16 >>>= imm16
 390 def SARri32  : I2A8 <"sar", 0xC1, MRMS7r    >;                 // R32 >>>= imm32
 391
 392 def SHLDrr32 : I2A8 <"shld", 0xA5, MRMDestReg>, TB, UsesCL;   // R32 <<= R32,R32 cl
 393 def SHLDri32 : I2A8 <"shld", 0xA4, MRMDestReg>, TB;           // R32 <<= R32,R32 imm8
 394 def SHRDrr32 : I2A8 <"shrd", 0xAD, MRMDestReg>, TB, UsesCL;   // R32 >>= R32,R32 cl
 395 def SHRDri32 : I2A8 <"shrd", 0xAC, MRMDestReg>, TB;           // R32 >>= R32,R32 imm8
 396
 397 // Condition code ops, incl. set if equal/not equal/...
 398 def SAHF     : X86Inst<"sahf" , 0x9E, RawFrm, Arg8>, Imp<[AH],[]>;  // flags = AH
 399 def SETBr    : X86Inst<"setb" , 0x92, MRMS0r, Arg8>, TB;            // R8 = <  unsign
 400 def SETAEr   : X86Inst<"setae", 0x93, MRMS0r, Arg8>, TB;            // R8 = >= unsign
 401 def SETEr    : X86Inst<"sete" , 0x94, MRMS0r, Arg8>, TB;            // R8 = ==
 402 def SETNEr   : X86Inst<"setne", 0x95, MRMS0r, Arg8>, TB;            // R8 = !=
 403 def SETBEr   : X86Inst<"setbe", 0x96, MRMS0r, Arg8>, TB;            // R8 = <= unsign
 404 def SETAr    : X86Inst<"seta" , 0x97, MRMS0r, Arg8>, TB;            // R8 = >  signed
 405 def SETSr    : X86Inst<"sets" , 0x98, MRMS0r, Arg8>, TB;            // R8 = <sign bit>
 406 def SETNSr   : X86Inst<"setns", 0x99, MRMS0r, Arg8>, TB;            // R8 = !<sign bit>
 407 def SETLr    : X86Inst<"setl" , 0x9C, MRMS0r, Arg8>, TB;            // R8 = <  signed
 408 def SETGEr   : X86Inst<"setge", 0x9D, MRMS0r, Arg8>, TB;            // R8 = >= signed
 409 def SETLEr   : X86Inst<"setle", 0x9E, MRMS0r, Arg8>, TB;            // R8 = <= signed
 410 def SETGr    : X86Inst<"setg" , 0x9F, MRMS0r, Arg8>, TB;            // R8 = <  signed
 411
 412 // Conditional moves.  These are modelled as X = cmovXX Y, Z.  Eventually
 413 // register allocated to cmovXX XY, Z
 414 def CMOVErr16 : I2A16<"cmove", 0x44, MRMSrcReg>, TB, OpSize;        // if ==, R16 = R16
 415 def CMOVNErr32: I2A32<"cmovne",0x45, MRMSrcReg>, TB;                // if !=, R32 = R32
 416
 417 // Integer comparisons
 418 def CMPrr8  : X86Inst<"cmp", 0x38, MRMDestReg, Arg8 >;              // compare R8, R8
 419 def CMPrr16 : X86Inst<"cmp", 0x39, MRMDestReg, Arg16>, OpSize;      // compare R16, R16
 420 def CMPrr32 : X86Inst<"cmp", 0x39, MRMDestReg, Arg32>,              // compare R32, R32
 421               Pattern<(isVoid (unspec2 R32, R32))>;
 422 def CMPri8  : X86Inst<"cmp", 0x80, MRMS7r    , Arg8 >;              // compare R8, imm8
 423 def CMPri16 : X86Inst<"cmp", 0x81, MRMS7r    , Arg16>, OpSize;      // compare R16, imm16
 424 def CMPri32 : X86Inst<"cmp", 0x81, MRMS7r    , Arg32>;              // compare R32, imm32
 425
 426 // Sign/Zero extenders
 427 def MOVSXr16r8 : X86Inst<"movsx", 0xBE, MRMSrcReg, Arg8>, TB, OpSize; // R16 = signext(R8)
 428 def MOVSXr32r8 : X86Inst<"movsx", 0xBE, MRMSrcReg, Arg8>, TB;         // R32 = signext(R8)
 429 def MOVSXr32r16: X86Inst<"movsx", 0xBF, MRMSrcReg, Arg8>, TB;         // R32 = signext(R16)
 430 def MOVZXr16r8 : X86Inst<"movzx", 0xB6, MRMSrcReg, Arg8>, TB, OpSize; // R16 = zeroext(R8)
 431 def MOVZXr32r8 : X86Inst<"movzx", 0xB6, MRMSrcReg, Arg8>, TB;         // R32 = zeroext(R8)
 432 def MOVZXr32r16: X86Inst<"movzx", 0xB7, MRMSrcReg, Arg8>, TB;         // R32 = zeroext(R16)
 433
 434
 435 //===----------------------------------------------------------------------===//
 436 // Floating point support
 437 //===----------------------------------------------------------------------===//
 438
 439 // FIXME: These need to indicate mod/ref sets for FP regs... & FP 'TOP'
 440
 441 // Floating point pseudo instructions...
 442 class FPInst<string n, bits<8> o, Format F, ArgType t, FPFormat fp>
 443   : X86Inst<n, o, F, t> { let FPForm = fp; let FPFormBits = FPForm.Value; }
 444
 445 // Pseudo instructions for floating point.  We use these pseudo instructions
 446 // because they can be expanded by the fp spackifier into one of many different
 447 // forms of instructions for doing these operations.  Until the stackifier runs,
 448 // we prefer to be abstract.
 449 def FpMOV : FPInst<"FMOV", 0, Pseudo, ArgF80, SpecialFP>;   // f1 = fmov f2
 450 def FpADD : FPInst<"FADD", 0, Pseudo, ArgF80, TwoArgFP>;    // f1 = fadd f2, f3
 451 def FpSUB : FPInst<"FSUB", 0, Pseudo, ArgF80, TwoArgFP>;    // f1 = fsub f2, f3
 452 def FpMUL : FPInst<"FMUL", 0, Pseudo, ArgF80, TwoArgFP>;    // f1 = fmul f2, f3
 453 def FpDIV : FPInst<"FDIV", 0, Pseudo, ArgF80, TwoArgFP>;    // f1 = fdiv f2, f3
 454
 455 def FpUCOM : FPInst<"FUCOM", 0, Pseudo, ArgF80, TwoArgFP>;  // FPSW = fucom f1, f2
 456
 457 def FpGETRESULT : FPInst<"FGETRESULT",0, Pseudo, ArgF80, SpecialFP>;  // FPR = ST(0)
 458
 459 def FpSETRESULT : FPInst<"FSETRESULT",0, Pseudo, ArgF80, SpecialFP>;  // ST(0) = FPR
 460
 461 // Floating point loads & stores...
 462 def FLDrr   : FPInst<"fld"   , 0xC0, AddRegFrm, ArgF80, NotFP>, D9;   // push(ST(i))
 463 def FLDr32  : FPInst<"fld"   , 0xD9, MRMS0m   , ArgF32, ZeroArgFP>;        // load float
 464 def FLDr64  : FPInst<"fld"   , 0xDD, MRMS0m   , ArgF64, ZeroArgFP>;        // load double
 465 def FLDr80  : FPInst<"fld"   , 0xDB, MRMS5m   , ArgF80, ZeroArgFP>;        // load extended
 466 def FILDr16 : FPInst<"fild"  , 0xDF, MRMS0m   , Arg16 , ZeroArgFP>;        // load signed short
 467 def FILDr32 : FPInst<"fild"  , 0xDB, MRMS0m   , Arg32 , ZeroArgFP>;        // load signed int
 468 def FILDr64 : FPInst<"fild"  , 0xDF, MRMS5m   , Arg64 , ZeroArgFP>;        // load signed long
 469
 470 def FSTr32   : FPInst<"fst" , 0xD9, MRMS2m   , ArgF32, OneArgFP>;          // store float
 471 def FSTr64   : FPInst<"fst" , 0xDD, MRMS2m   , ArgF64, OneArgFP>;          // store double
 472 def FSTPr32  : FPInst<"fstp", 0xD9, MRMS3m   , ArgF32, OneArgFP>;          // store float, pop
 473 def FSTPr64  : FPInst<"fstp", 0xDD, MRMS3m   , ArgF64, OneArgFP>;          // store double, pop
 474 def FSTPr80  : FPInst<"fstp", 0xDB, MRMS7m   , ArgF80, OneArgFP>;          // store extended, pop
 475 def FSTrr    : FPInst<"fst" , 0xD0, AddRegFrm, ArgF80, NotFP   >, DD;      // ST(i) = ST(0)
 476 def FSTPrr   : FPInst<"fstp", 0xD8, AddRegFrm, ArgF80, NotFP   >, DD;      // ST(i) = ST(0), pop
 477
 478 def FISTr16  : FPInst<"fist",    0xDF, MRMS2m, Arg16 , OneArgFP>;          // store signed short
 479 def FISTr32  : FPInst<"fist",    0xDB, MRMS2m, Arg32 , OneArgFP>;          // store signed int
 480 def FISTPr16 : FPInst<"fistp",   0xDF, MRMS3m, Arg16 , NotFP   >;          // store signed short, pop
 481 def FISTPr32 : FPInst<"fistp",   0xDB, MRMS3m, Arg32 , NotFP   >;          // store signed int, pop
 482 def FISTPr64 : FPInst<"fistpll", 0xDF, MRMS7m, Arg64 , OneArgFP>;          // store signed long, pop
 483
 484 def FXCH     : FPInst<"fxch",    0xC8, AddRegFrm, ArgF80, NotFP>, D9;      // fxch ST(i), ST(0)
 485
 486 // Floating point constant loads...
 487 def FLD0 : FPInst<"fldz", 0xEE, RawFrm, ArgF80, ZeroArgFP>, D9;
 488 def FLD1 : FPInst<"fld1", 0xE8, RawFrm, ArgF80, ZeroArgFP>, D9;
 489
 490
 491 // Unary operations...
 492 def FCHS : FPInst<"fchs", 0xE0, RawFrm, ArgF80, OneArgFPRW>, D9;           // f1 = fchs f2
 493
 494 def FTST : FPInst<"ftst", 0xE4, RawFrm, ArgF80, OneArgFP>, D9;             // ftst ST(0)
 495
 496 // Binary arithmetic operations...
 497 class FPST0rInst<string n, bits<8> o>
 498   : X86Inst<n, o, AddRegFrm, ArgF80>, D8 {
 499   list<Register> Uses = [ST0];
 500   list<Register> Defs = [ST0];
 501 }
 502 class FPrST0Inst<string n, bits<8> o>
 503   : X86Inst<n, o, AddRegFrm, ArgF80>, DC {
 504   bit printImplicitUses = 1;
 505   list<Register> Uses = [ST0];
 506 }
 507 class FPrST0PInst<string n, bits<8> o>
 508   : X86Inst<n, o, AddRegFrm, ArgF80>, DE {
 509   list<Register> Uses = [ST0];
 510 }
 511
 512 def FADDST0r   : FPST0rInst <"fadd",    0xC0>;
 513 def FADDrST0   : FPrST0Inst <"fadd",    0xC0>;
 514 def FADDPrST0  : FPrST0PInst<"faddp",   0xC0>;
 515
 516 def FSUBRST0r  : FPST0rInst <"fsubr",   0xE8>;
 517 def FSUBrST0   : FPrST0Inst <"fsub",    0xE8>;
 518 def FSUBPrST0  : FPrST0PInst<"fsubp",   0xE8>;
 519
 520 def FSUBST0r   : FPST0rInst <"fsub",    0xE0>;
 521 def FSUBRrST0  : FPrST0Inst <"fsubr",   0xE0>;
 522 def FSUBRPrST0 : FPrST0PInst<"fsubrp",  0xE0>;
 523
 524 def FMULST0r   : FPST0rInst <"fmul",    0xC8>;
 525 def FMULrST0   : FPrST0Inst <"fmul",    0xC8>;
 526 def FMULPrST0  : FPrST0PInst<"fmulp",   0xC8>;
 527
 528 def FDIVRST0r  : FPST0rInst <"fdivr",   0xF8>;
 529 def FDIVrST0   : FPrST0Inst <"fdiv",    0xF8>;
 530 def FDIVPrST0  : FPrST0PInst<"fdivp",   0xF8>;
 531
 532 def FDIVST0r   : FPST0rInst <"fdiv",    0xF0>;   // ST(0) = ST(0) / ST(i)
 533 def FDIVRrST0  : FPrST0Inst <"fdivr",   0xF0>;   // ST(i) = ST(0) / ST(i)
 534 def FDIVRPrST0 : FPrST0PInst<"fdivrp",  0xF0>;   // ST(i) = ST(0) / ST(i), pop
 535
 536 // Floating point compares
 537 def FUCOMr    : X86Inst<"fucom"  , 0xE0, AddRegFrm, ArgF80>, DD, Imp<[ST0],[]>;  // FPSW = compare ST(0) with ST(i)
 538 def FUCOMPr   : X86Inst<"fucomp" , 0xE8, AddRegFrm, ArgF80>, DD, Imp<[ST0],[]>;  // FPSW = compare ST(0) with ST(i), pop
 539 def FUCOMPPr  : X86Inst<"fucompp", 0xE9, RawFrm   , ArgF80>, DA, Imp<[ST0],[]>;  // compare ST(0) with ST(1), pop, pop
 540
 541 // Floating point flag ops
 542 def FNSTSWr8  : X86Inst<"fnstsw" , 0xE0, RawFrm   , ArgF80>, DF, Imp<[],[AX]>;   // AX = fp flags
 543 def FNSTCWm16 : X86Inst<"fnstcw" , 0xD9, MRMS7m   , Arg16 >;                     // [mem16] = X87 control world
 544 def FLDCWm16  : X86Inst<"fldcw"  , 0xD9, MRMS5m   , Arg16 >;                     // X87 control world = [mem16]
 545
 546
 547 //===----------------------------------------------------------------------===//
 548 //  Instruction Expanders
 549 //
 550
 551 def RET_R32 : Expander<(ret R32:$reg),
 552                        [(MOVrr32 EAX, R32:$reg),
 553                         (RET)]>;
 554
 555 // FIXME: This should eventually just be implemented by defining a frameidx as a
 556 // value address for a load.
 557 def LOAD_FI16 : Expander<(set R16:$dest, (load frameidx:$fi)),
 558                          [(MOVmr16 R16:$dest, frameidx:$fi, 1, 0/*NoReg*/, 0)]>;
 559
 560 def LOAD_FI32 : Expander<(set R32:$dest, (load frameidx:$fi)),
 561                          [(MOVmr32 R32:$dest, frameidx:$fi, 1, 0/*NoReg*/, 0)]>;
 562
 563
 564 def LOAD_R16 : Expander<(set R16:$dest, (load R32:$src)),
 565                          [(MOVmr16 R16:$dest, R32:$src, 1, 0/*NoReg*/, 0)]>;
 566
 567 def LOAD_R32 : Expander<(set R32:$dest, (load R32:$src)),
 568                          [(MOVmr32 R32:$dest, R32:$src, 1, 0/*NoReg*/, 0)]>;
 569
 570 def BR_EQ : Expander<(brcond (seteq R32:$a1, R32:$a2),
 571                              basicblock:$d1, basicblock:$d2),
 572                      [(CMPrr32 R32:$a1, R32:$a2),
 573                       (JE basicblock:$d1),
 574                       (JMP basicblock:$d2)]>;