SSE 4.1 Intrinsics and detection
[oota-llvm.git] / lib / Target / X86 / X86InstrSSE.td
index 3c2eb6f41b8a881e6a9031cf6abbfb6052ff72c3..5cf9a9c4e1ca7a81bd3c5bc12f0ab4c9e9bb193e 100644 (file)
@@ -42,7 +42,7 @@ def X86pinsrw  : SDNode<"X86ISD::PINSRW", SDTypeProfile<1, 3, []>, []>;
 // SSE 'Special' Instructions
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-let isImplicitDef = 1 in
+let isImplicitDef = 1 in {
 def IMPLICIT_DEF_VR128 : I<0, Pseudo, (outs VR128:$dst), (ins),
                            "#IMPLICIT_DEF $dst",
                            [(set VR128:$dst, (v4f32 (undef)))]>,
@@ -53,6 +53,7 @@ def IMPLICIT_DEF_FR32  : I<0, Pseudo, (outs FR32:$dst), (ins),
 def IMPLICIT_DEF_FR64  : I<0, Pseudo, (outs FR64:$dst), (ins),
                            "#IMPLICIT_DEF $dst",
                            [(set FR64:$dst, (undef))]>, Requires<[HasSSE2]>;
+}
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 // SSE Complex Patterns
@@ -62,9 +63,9 @@ def IMPLICIT_DEF_FR64  : I<0, Pseudo, (outs FR64:$dst), (ins),
 // the top elements.  These are used for the SSE 'ss' and 'sd' instruction
 // forms.
 def sse_load_f32 : ComplexPattern<v4f32, 4, "SelectScalarSSELoad", [],
-                                  [SDNPHasChain]>;
+                                  [SDNPHasChain, SDNPMayLoad]>;
 def sse_load_f64 : ComplexPattern<v2f64, 4, "SelectScalarSSELoad", [],
-                                  [SDNPHasChain]>;
+                                  [SDNPHasChain, SDNPMayLoad]>;
 
 def ssmem : Operand<v4f32> {
   let PrintMethod = "printf32mem";
@@ -299,6 +300,7 @@ let Uses = [EFLAGS], usesCustomDAGSchedInserter = 1 in {
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 // Move Instructions
+let neverHasSideEffects = 1 in
 def MOVSSrr : SSI<0x10, MRMSrcReg, (outs FR32:$dst), (ins FR32:$src),
                   "movss\t{$src, $dst|$dst, $src}", []>;
 let isSimpleLoad = 1, isReMaterializable = 1, mayHaveSideEffects = 1 in
@@ -385,9 +387,11 @@ let isTwoAddress = 1 in {
 
 // Comparison instructions
 let isTwoAddress = 1 in {
+let neverHasSideEffects = 1 in
   def CMPSSrr : SSIi8<0xC2, MRMSrcReg, 
                     (outs FR32:$dst), (ins FR32:$src1, FR32:$src, SSECC:$cc),
                     "cmp${cc}ss\t{$src, $dst|$dst, $src}", []>;
+let neverHasSideEffects = 1, mayLoad = 1 in
   def CMPSSrm : SSIi8<0xC2, MRMSrcMem, 
                     (outs FR32:$dst), (ins FR32:$src1, f32mem:$src, SSECC:$cc),
                     "cmp${cc}ss\t{$src, $dst|$dst, $src}", []>;
@@ -445,13 +449,14 @@ def Int_COMISSrm: PSI<0x2F, MRMSrcMem, (outs),
 // start with 'Fs'.
 
 // Alias instructions that map fld0 to pxor for sse.
-let isReMaterializable = 1, neverHasSideEffects = 1 in
+let isReMaterializable = 1 in
 def FsFLD0SS : I<0xEF, MRMInitReg, (outs FR32:$dst), (ins),
                  "pxor\t$dst, $dst", [(set FR32:$dst, fp32imm0)]>,
                Requires<[HasSSE1]>, TB, OpSize;
 
 // Alias instruction to do FR32 reg-to-reg copy using movaps. Upper bits are
 // disregarded.
+let neverHasSideEffects = 1 in 
 def FsMOVAPSrr : PSI<0x28, MRMSrcReg, (outs FR32:$dst), (ins FR32:$src),
                      "movaps\t{$src, $dst|$dst, $src}", []>;
 
@@ -488,14 +493,17 @@ def FsXORPSrm : PSI<0x57, MRMSrcMem, (outs FR32:$dst), (ins FR32:$src1, f128mem:
                     "xorps\t{$src2, $dst|$dst, $src2}",
                     [(set FR32:$dst, (X86fxor FR32:$src1,
                                       (memopfsf32 addr:$src2)))]>;
-
+let neverHasSideEffects = 1 in {
 def FsANDNPSrr : PSI<0x55, MRMSrcReg,
                      (outs FR32:$dst), (ins FR32:$src1, FR32:$src2),
                      "andnps\t{$src2, $dst|$dst, $src2}", []>;
+                     
+let mayLoad = 1 in
 def FsANDNPSrm : PSI<0x55, MRMSrcMem,
                      (outs FR32:$dst), (ins FR32:$src1, f128mem:$src2),
                      "andnps\t{$src2, $dst|$dst, $src2}", []>;
 }
+}
 
 /// basic_sse1_fp_binop_rm - SSE1 binops come in both scalar and vector forms.
 ///
@@ -632,6 +640,7 @@ defm MIN : sse1_fp_binop_rm<0x5D, "min", X86fmin,
 // SSE packed FP Instructions
 
 // Move Instructions
+let neverHasSideEffects = 1 in 
 def MOVAPSrr : PSI<0x28, MRMSrcReg, (outs VR128:$dst), (ins VR128:$src),
                    "movaps\t{$src, $dst|$dst, $src}", []>;
 let isSimpleLoad = 1, isReMaterializable = 1, mayHaveSideEffects = 1 in
@@ -643,6 +652,7 @@ def MOVAPSmr : PSI<0x29, MRMDestMem, (outs), (ins f128mem:$dst, VR128:$src),
                    "movaps\t{$src, $dst|$dst, $src}",
                    [(alignedstore (v4f32 VR128:$src), addr:$dst)]>;
 
+let neverHasSideEffects = 1 in
 def MOVUPSrr : PSI<0x10, MRMSrcReg, (outs VR128:$dst), (ins VR128:$src),
                    "movups\t{$src, $dst|$dst, $src}", []>;
 let isSimpleLoad = 1 in
@@ -940,7 +950,7 @@ def STMXCSR : PSI<0xAE, MRM3m, (outs), (ins i32mem:$dst),
                   "stmxcsr\t$dst", [(int_x86_sse_stmxcsr addr:$dst)]>;
 
 // Alias instructions that map zero vector to pxor / xorp* for sse.
-let isReMaterializable = 1, neverHasSideEffects = 1 in
+let isReMaterializable = 1 in
 def V_SET0 : PSI<0x57, MRMInitReg, (outs VR128:$dst), (ins),
                  "xorps\t$dst, $dst",
                  [(set VR128:$dst, (v4i32 immAllZerosV))]>;
@@ -973,6 +983,7 @@ def MOVPS2SSmr : SSI<0x11, MRMDestMem, (outs), (ins f32mem:$dst, VR128:$src),
 // Move to lower bits of a VR128, leaving upper bits alone.
 // Three operand (but two address) aliases.
 let isTwoAddress = 1 in {
+let neverHasSideEffects = 1 in
   def MOVLSS2PSrr : SSI<0x10, MRMSrcReg,
                         (outs VR128:$dst), (ins VR128:$src1, FR32:$src2),
                         "movss\t{$src2, $dst|$dst, $src2}", []>;
@@ -1001,6 +1012,7 @@ def MOVZSS2PSrm : SSI<0x10, MRMSrcMem, (outs VR128:$dst), (ins f32mem:$src),
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 // Move Instructions
+let neverHasSideEffects = 1 in
 def MOVSDrr : SDI<0x10, MRMSrcReg, (outs FR64:$dst), (ins FR64:$src),
                   "movsd\t{$src, $dst|$dst, $src}", []>;
 let isSimpleLoad = 1, isReMaterializable = 1, mayHaveSideEffects = 1 in
@@ -1084,10 +1096,11 @@ def Int_CVTTSD2SIrm : SDI<0x2C, MRMSrcMem, (outs GR32:$dst), (ins f128mem:$src),
                                             (load addr:$src)))]>;
 
 // Comparison instructions
-let isTwoAddress = 1 in {
+let isTwoAddress = 1, neverHasSideEffects = 1 in {
   def CMPSDrr : SDIi8<0xC2, MRMSrcReg, 
                     (outs FR64:$dst), (ins FR64:$src1, FR64:$src, SSECC:$cc),
                     "cmp${cc}sd\t{$src, $dst|$dst, $src}", []>;
+let mayLoad = 1 in
   def CMPSDrm : SDIi8<0xC2, MRMSrcMem, 
                     (outs FR64:$dst), (ins FR64:$src1, f64mem:$src, SSECC:$cc),
                     "cmp${cc}sd\t{$src, $dst|$dst, $src}", []>;
@@ -1141,13 +1154,14 @@ def Int_COMISDrm: PDI<0x2F, MRMSrcMem, (outs), (ins VR128:$src1, f128mem:$src2),
 // start with 'Fs'.
 
 // Alias instructions that map fld0 to pxor for sse.
-let isReMaterializable = 1, neverHasSideEffects = 1 in
+let isReMaterializable = 1 in
 def FsFLD0SD : I<0xEF, MRMInitReg, (outs FR64:$dst), (ins),
                  "pxor\t$dst, $dst", [(set FR64:$dst, fpimm0)]>,
                Requires<[HasSSE2]>, TB, OpSize;
 
 // Alias instruction to do FR64 reg-to-reg copy using movapd. Upper bits are
 // disregarded.
+let neverHasSideEffects = 1 in
 def FsMOVAPDrr : PDI<0x28, MRMSrcReg, (outs FR64:$dst), (ins FR64:$src),
                      "movapd\t{$src, $dst|$dst, $src}", []>;
 
@@ -1185,13 +1199,16 @@ def FsXORPDrm : PDI<0x57, MRMSrcMem, (outs FR64:$dst), (ins FR64:$src1, f128mem:
                     [(set FR64:$dst, (X86fxor FR64:$src1,
                                       (memopfsf64 addr:$src2)))]>;
 
+let neverHasSideEffects = 1 in {
 def FsANDNPDrr : PDI<0x55, MRMSrcReg,
                      (outs FR64:$dst), (ins FR64:$src1, FR64:$src2),
                      "andnpd\t{$src2, $dst|$dst, $src2}", []>;
+let mayLoad = 1 in
 def FsANDNPDrm : PDI<0x55, MRMSrcMem,
                      (outs FR64:$dst), (ins FR64:$src1, f128mem:$src2),
                      "andnpd\t{$src2, $dst|$dst, $src2}", []>;
 }
+}
 
 /// basic_sse2_fp_binop_rm - SSE2 binops come in both scalar and vector forms.
 ///
@@ -1328,6 +1345,7 @@ defm MIN : sse2_fp_binop_rm<0x5D, "min", X86fmin,
 // SSE packed FP Instructions
 
 // Move Instructions
+let neverHasSideEffects = 1 in
 def MOVAPDrr : PDI<0x28, MRMSrcReg, (outs VR128:$dst), (ins VR128:$src),
                    "movapd\t{$src, $dst|$dst, $src}", []>;
 let isSimpleLoad = 1, isReMaterializable = 1, mayHaveSideEffects = 1 in
@@ -1339,6 +1357,7 @@ def MOVAPDmr : PDI<0x29, MRMDestMem, (outs), (ins f128mem:$dst, VR128:$src),
                    "movapd\t{$src, $dst|$dst, $src}",
                    [(alignedstore (v2f64 VR128:$src), addr:$dst)]>;
 
+let neverHasSideEffects = 1 in
 def MOVUPDrr : PDI<0x10, MRMSrcReg, (outs VR128:$dst), (ins VR128:$src),
                    "movupd\t{$src, $dst|$dst, $src}", []>;
 let isSimpleLoad = 1 in
@@ -1702,20 +1721,23 @@ let isTwoAddress = 1 in {
 // SSE integer instructions
 
 // Move Instructions
+let neverHasSideEffects = 1 in
 def MOVDQArr : PDI<0x6F, MRMSrcReg, (outs VR128:$dst), (ins VR128:$src),
                    "movdqa\t{$src, $dst|$dst, $src}", []>;
-let isSimpleLoad = 1 in
+let isSimpleLoad = 1, mayLoad = 1 in
 def MOVDQArm : PDI<0x6F, MRMSrcMem, (outs VR128:$dst), (ins i128mem:$src),
                    "movdqa\t{$src, $dst|$dst, $src}",
                    [/*(set VR128:$dst, (alignedloadv2i64 addr:$src))*/]>;
+let mayStore = 1 in
 def MOVDQAmr : PDI<0x7F, MRMDestMem, (outs), (ins i128mem:$dst, VR128:$src),
                    "movdqa\t{$src, $dst|$dst, $src}",
                    [/*(alignedstore (v2i64 VR128:$src), addr:$dst)*/]>;
-let isSimpleLoad = 1 in
+let isSimpleLoad = 1, mayLoad = 1 in
 def MOVDQUrm :   I<0x6F, MRMSrcMem, (outs VR128:$dst), (ins i128mem:$src),
                    "movdqu\t{$src, $dst|$dst, $src}",
                    [/*(set VR128:$dst, (loadv2i64 addr:$src))*/]>,
                  XS, Requires<[HasSSE2]>;
+let mayStore = 1 in
 def MOVDQUmr :   I<0x7F, MRMDestMem, (outs), (ins i128mem:$dst, VR128:$src),
                    "movdqu\t{$src, $dst|$dst, $src}",
                    [/*(store (v2i64 VR128:$src), addr:$dst)*/]>,
@@ -1850,7 +1872,7 @@ defm PSRAD : PDI_binop_rmi_int<0xE2, 0x72, MRM4r, "psrad", int_x86_sse2_psra_d>;
 // PSRAQ doesn't exist in SSE[1-3].
 
 // 128-bit logical shifts.
-let isTwoAddress = 1 in {
+let isTwoAddress = 1, neverHasSideEffects = 1 in {
   def PSLLDQri : PDIi8<0x73, MRM7r,
                        (outs VR128:$dst), (ins VR128:$src1, i32i8imm:$src2),
                        "pslldq\t{$src2, $dst|$dst, $src2}", []>;
@@ -2117,9 +2139,8 @@ def LFENCE : I<0xAE, MRM5m, (outs), (ins),
 def MFENCE : I<0xAE, MRM6m, (outs), (ins),
                "mfence", [(int_x86_sse2_mfence)]>, TB, Requires<[HasSSE2]>;
 
-
 // Alias instructions that map zero vector to pxor / xorp* for sse.
-let isReMaterializable = 1, neverHasSideEffects = 1 in
+let isReMaterializable = 1 in
   def V_SETALLONES : PDI<0x76, MRMInitReg, (outs VR128:$dst), (ins),
                          "pcmpeqd\t$dst, $dst",
                          [(set VR128:$dst, (v4i32 immAllOnesV))]>;
@@ -2195,6 +2216,7 @@ def MOVSS2DImr  : PDI<0x7E, MRMDestMem, (outs), (ins i32mem:$dst, FR32:$src),
 // Move to lower bits of a VR128, leaving upper bits alone.
 // Three operand (but two address) aliases.
 let isTwoAddress = 1 in {
+  let neverHasSideEffects = 1 in
   def MOVLSD2PDrr : SDI<0x10, MRMSrcReg,
                         (outs VR128:$dst), (ins VR128:$src1, FR64:$src2),
                         "movsd\t{$src2, $dst|$dst, $src2}", []>;
@@ -2712,6 +2734,14 @@ def : Pat<(v8i16 (undef)), (IMPLICIT_DEF_VR128)>, Requires<[HasSSE2]>;
 def : Pat<(v4i32 (undef)), (IMPLICIT_DEF_VR128)>, Requires<[HasSSE2]>;
 def : Pat<(v2i64 (undef)), (IMPLICIT_DEF_VR128)>, Requires<[HasSSE2]>;
 
+// extload f32 -> f64.  This matches load+fextend because we have a hack in 
+// the isel (PreprocessForFPConvert) that can introduce loads after dag combine.
+// Since these loads aren't folded into the fextend, we have to match it
+// explicitly here.
+let Predicates = [HasSSE2] in
+ def : Pat<(fextend (loadf32 addr:$src)),
+           (CVTSS2SDrm addr:$src)>;
+
 // Scalar to v8i16 / v16i8. The source may be a GR32, but only the lower 8 or
 // 16-bits matter.
 def : Pat<(v8i16 (X86s2vec GR32:$src)), (MOVDI2PDIrr GR32:$src)>,
@@ -3008,3 +3038,98 @@ def : Pat<(store (v8i16 VR128:$src), addr:$dst),
           (MOVUPSmr addr:$dst, VR128:$src)>, Requires<[HasSSE2]>;
 def : Pat<(store (v16i8 VR128:$src), addr:$dst),
           (MOVUPSmr addr:$dst, VR128:$src)>, Requires<[HasSSE2]>;
+          
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+// SSE4.1 Instructions
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+
+// SSE4.1 Instruction Templates:
+// 
+//   SS418I - SSE 4.1 instructions with T8 prefix.
+//   SS41AI - SSE 4.1 instructions with TA prefix.
+//
+class SS418I<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
+             list<dag> pattern>
+      : I<o, F, outs, ins, asm, pattern>, T8, Requires<[HasSSE41]>;
+class SS41AI<bits<8> o, Format F, dag outs, dag ins, string asm,
+             list<dag> pattern>
+      : I<o, F, outs, ins, asm, pattern>, TA, Requires<[HasSSE41]>;
+
+
+multiclass sse41_fp_unop_rm<bits<8> opcss, bits<8> opcps, 
+                            bits<8> opcsd, bits<8> opcpd, 
+                            string OpcodeStr,
+                            Intrinsic F32Int,
+                            Intrinsic V4F32Int,
+                            Intrinsic F64Int,
+                            Intrinsic V2F64Int,
+                            bit Commutable = 0> {
+  // Intrinsic operation, reg.
+  def SSr_Int : SS41AI<opcss, MRMSrcReg,
+                    (outs VR128:$dst), (ins VR128:$src1, i32imm:$src2),
+                    !strconcat(OpcodeStr,
+                    "ss\t{$src2, $src1, $dst|$dst, $src1, $src2}"),
+                    [(set VR128:$dst, (F32Int VR128:$src1, imm:$src2))]> {
+    let isCommutable = Commutable;
+  }
+
+  // Intrinsic operation, mem.
+  def SSm_Int : SS41AI<opcss, MRMSrcMem, 
+                    (outs VR128:$dst), (ins ssmem:$src1, i32imm:$src2),
+                    !strconcat(OpcodeStr, 
+                    "ss\t{$src2, $src1, $dst|$dst, $src1, $src2}"),
+                    [(set VR128:$dst, (F32Int sse_load_f32:$src1, imm:$src2))]>;
+
+  // Vector intrinsic operation, reg
+  def PSr_Int : SS41AI<opcps, MRMSrcReg, 
+                    (outs VR128:$dst), (ins VR128:$src1, i32imm:$src2),
+                    !strconcat(OpcodeStr,
+                    "ps\t{$src2, $src1, $dst|$dst, $src1, $src2}"),
+                    [(set VR128:$dst, (V4F32Int VR128:$src1, imm:$src2))]> {
+    let isCommutable = Commutable;
+  }
+
+  // Vector intrinsic operation, mem
+  def PSm_Int : SS41AI<opcps, MRMSrcMem,
+                    (outs VR128:$dst), (ins f128mem:$src1, i32imm:$src2),
+                    !strconcat(OpcodeStr,
+                    "ps\t{$src2, $src1, $dst|$dst, $src1, $src2}"),
+                    [(set VR128:$dst, (V4F32Int (load addr:$src1), imm:$src2))]>;
+
+  // Intrinsic operation, reg.
+  def SDr_Int : SS41AI<opcsd, MRMSrcReg,
+                    (outs VR128:$dst), (ins VR128:$src1, i32imm:$src2),
+                    !strconcat(OpcodeStr,
+                    "sd\t{$src2, $src1, $dst|$dst, $src1, $src2}"),
+                    [(set VR128:$dst, (F64Int VR128:$src1, imm:$src2))]> {
+    let isCommutable = Commutable;
+  }
+
+  // Intrinsic operation, mem.
+  def SDm_Int : SS41AI<opcsd, MRMSrcMem,
+                    (outs VR128:$dst), (ins sdmem:$src1, i32imm:$src2),
+                    !strconcat(OpcodeStr,
+                    "sd\t{$src2, $src1, $dst|$dst, $src1, $src2}"),
+                    [(set VR128:$dst, (F64Int sse_load_f64:$src1, imm:$src2))]>;
+
+  // Vector intrinsic operation, reg
+  def PDr_Int : SS41AI<opcpd, MRMSrcReg,
+                    (outs VR128:$dst), (ins VR128:$src1, i32imm:$src2),
+                    !strconcat(OpcodeStr,
+                    "pd\t{$src2, $src1, $dst|$dst, $src1, $src2}"),
+                    [(set VR128:$dst, (V2F64Int VR128:$src1, imm:$src2))]> {
+    let isCommutable = Commutable;
+  }
+
+  // Vector intrinsic operation, mem
+  def PDm_Int : SS41AI<opcpd, MRMSrcMem,
+                    (outs VR128:$dst), (ins f128mem:$src1, i32imm:$src2),
+                    !strconcat(OpcodeStr,
+                    "pd\t{$src2, $src1, $dst|$dst, $src1, $src2}"),
+                    [(set VR128:$dst, (V2F64Int (load addr:$src1), imm:$src2))]>;
+}
+
+// FP round - roundss, roundps, roundsd, roundpd
+defm ROUND  : sse41_fp_unop_rm<0x0A, 0x08, 0x0B, 0x09, "round",
+                               int_x86_sse41_round_ss, int_x86_sse41_round_ps,
+                               int_x86_sse41_round_sd, int_x86_sse41_round_pd>;