]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - contrib/llvm/include/llvm/Target/TargetInstrPredicate.td
Merge llvm, clang, compiler-rt, libc++, libunwind, lld, lldb and openmp
[FreeBSD/FreeBSD.git] / contrib / llvm / include / llvm / Target / TargetInstrPredicate.td
1 //===- TargetInstrPredicate.td - ---------------------------*- 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 defines class MCInstPredicate and its subclasses.
11 //
12 // MCInstPredicate definitions are used by target scheduling models to describe
13 // constraints on instructions.
14 //
15 // Here is an example of an MCInstPredicate definition in tablegen:
16 //
17 // def MCInstPredicateExample : CheckAll<[
18 //    CheckOpcode<[BLR]>,
19 //    CheckIsRegOperand<0>,
20 //    CheckNot<CheckRegOperand<0, LR>>]>;
21 //
22 // The syntax for MCInstPredicate is declarative, and predicate definitions can
23 // be composed together in order to generate more complex constraints.
24 //
25 // The `CheckAll` from the example defines a composition of three different
26 // predicates.  Definition `MCInstPredicateExample` identifies instructions
27 // whose opcode is BLR, and whose first operand is a register different from
28 // register `LR`.
29 //
30 // Every MCInstPredicate class has a well-known semantic in tablegen. For
31 // example, `CheckOpcode` is a special type of predicate used to describe a
32 // constraint on the value of an instruction opcode.
33 //
34 // MCInstPredicate definitions are typically used by scheduling models to
35 // construct MCSchedPredicate definitions (see the definition of class
36 // MCSchedPredicate in llvm/Target/TargetSchedule.td).
37 // In particular, an MCSchedPredicate can be used instead of a SchedPredicate
38 // when defining the set of SchedReadVariant and SchedWriteVariant of a
39 // processor scheduling model.
40 //
41 // The `MCInstPredicateExample` definition above is equivalent (and therefore
42 // could replace) the following definition from a previous ExynosM3 model (see
43 // AArch64SchedExynosM3.td):
44 //
45 // def M3BranchLinkFastPred  : SchedPredicate<[{
46 //    MI->getOpcode() == AArch64::BLR &&
47 //    MI->getOperand(0).isReg() &&
48 //    MI->getOperand(0).getReg() != AArch64::LR}]>;
49 //
50 // The main advantage of using MCInstPredicate instead of SchedPredicate is
51 // portability: users don't need to specify predicates in C++. As a consequence
52 // of this, MCInstPredicate definitions are not bound to a particular
53 // representation (i.e. MachineInstr vs MCInst).
54 //
55 // Tablegen backends know how to expand MCInstPredicate definitions into actual
56 // C++ code that works on MachineInstr (and/or MCInst).
57 //
58 // Instances of class PredicateExpander (see utils/Tablegen/PredicateExpander.h)
59 // know how to expand a predicate. For each MCInstPredicate class, there must be
60 // an "expand" method available in the PredicateExpander interface.
61 //
62 // For example, a `CheckOpcode` predicate is expanded using method
63 // `PredicateExpander::expandCheckOpcode()`.
64 //
65 // New MCInstPredicate classes must be added to this file. For each new class
66 // XYZ, an "expandXYZ" method must be added to the PredicateExpander.
67 //
68 //===----------------------------------------------------------------------===//
69
70 // Forward declarations.
71 class Instruction;
72 class SchedMachineModel;
73
74 // A generic machine instruction predicate.
75 class MCInstPredicate;
76
77 class MCTrue  : MCInstPredicate;   // A predicate that always evaluates to True.
78 class MCFalse : MCInstPredicate;   // A predicate that always evaluates to False.
79 def TruePred  : MCTrue;
80 def FalsePred : MCFalse;
81
82 // A predicate used to negate the outcome of another predicate.
83 // It allows to easily express "set difference" operations. For example, it
84 // makes it easy to describe a check that tests if an opcode is not part of a
85 // set of opcodes.
86 class CheckNot<MCInstPredicate P> : MCInstPredicate {
87   MCInstPredicate Pred = P;
88 }
89
90 // This class is used as a building block to define predicates on instruction
91 // operands. It is used to reference a specific machine operand.
92 class MCOperandPredicate<int Index> : MCInstPredicate {
93   int OpIndex = Index;
94 }
95
96 // Return true if machine operand at position `Index` is a register operand.
97 class CheckIsRegOperand<int Index> : MCOperandPredicate<Index>;
98
99 // Return true if machine operand at position `Index` is an immediate operand.
100 class CheckIsImmOperand<int Index> : MCOperandPredicate<Index>;
101
102 // Check if machine operands at index `First` and index `Second` both reference
103 // the same register.
104 class CheckSameRegOperand<int First, int Second> : MCInstPredicate {
105   int FirstIndex = First;
106   int SecondIndex = Second;
107 }
108
109 // Base class for checks on register/immediate operands.
110 // It allows users to define checks like:
111 //    MyFunction(MI->getOperand(Index).getImm()) == Val;
112 //
113 // In the example above, `MyFunction` is a function that takes as input an
114 // immediate operand value, and returns another value. Field `FunctionMapper` is
115 // the name of the function to call on the operand value.
116 class CheckOperandBase<int Index, string Fn = ""> : MCOperandPredicate<Index> {
117   string FunctionMapper = Fn;
118 }
119
120 // Check that the machine register operand at position `Index` references
121 // register R. This predicate assumes that we already checked that the machine
122 // operand at position `Index` is a register operand.
123 class CheckRegOperand<int Index, Register R> : CheckOperandBase<Index> {
124   Register Reg = R;
125 }
126
127 // Check if register operand at index `Index` is the invalid register.
128 class CheckInvalidRegOperand<int Index> : CheckOperandBase<Index>;
129
130 // Check that the operand at position `Index` is immediate `Imm`.
131 // If field `FunctionMapper` is a non-empty string, then function
132 // `FunctionMapper` is applied to the operand value, and the return value is then
133 // compared against `Imm`.
134 class CheckImmOperand<int Index, int Imm> : CheckOperandBase<Index> {
135   int ImmVal = Imm;
136 }
137
138 // Similar to CheckImmOperand, however the immediate is not a literal number.
139 // This is useful when we want to compare the value of an operand against an
140 // enum value, and we know the actual integer value of that enum.
141 class CheckImmOperand_s<int Index, string Value> : CheckOperandBase<Index> {
142   string ImmVal = Value;
143 }
144
145 // Expands to a call to `FunctionMapper` if field `FunctionMapper` is set.
146 // Otherwise, it expands to a CheckNot<CheckInvalidRegOperand<Index>>.
147 class CheckRegOperandSimple<int Index> : CheckOperandBase<Index>;
148
149 // Expands to a call to `FunctionMapper` if field `FunctionMapper` is set.
150 // Otherwise, it simply evaluates to TruePred.
151 class CheckImmOperandSimple<int Index> : CheckOperandBase<Index>;
152
153 // Check that the operand at position `Index` is immediate value zero.
154 class CheckZeroOperand<int Index> : CheckImmOperand<Index, 0>;
155
156 // Check that the instruction has exactly `Num` operands.
157 class CheckNumOperands<int Num> : MCInstPredicate {
158   int NumOps = Num;
159 }
160
161 // Check that the instruction opcode is one of the opcodes in set `Opcodes`.
162 // This is a simple set membership query. The easier way to check if an opcode
163 // is not a member of the set is by using a `CheckNot<CheckOpcode<[...]>>`
164 // sequence.
165 class CheckOpcode<list<Instruction> Opcodes> : MCInstPredicate {
166   list<Instruction> ValidOpcodes = Opcodes;
167 }
168
169 // Check that the instruction opcode is a pseudo opcode member of the set
170 // `Opcodes`.  This check is always expanded to "false" if we are generating
171 // code for MCInst.
172 class CheckPseudo<list<Instruction> Opcodes> : CheckOpcode<Opcodes>;
173
174 // A non-portable predicate. Only to use as a last resort when a block of code
175 // cannot possibly be converted in a declarative way using other MCInstPredicate
176 // classes. This check is always expanded to "false" when generating code for
177 // MCInst.
178 class CheckNonPortable<string Code> : MCInstPredicate {
179   string CodeBlock = Code;
180 }
181
182 // A sequence of predicates. It is used as the base class for CheckAll, and
183 // CheckAny. It allows to describe compositions of predicates.
184 class CheckPredicateSequence<list<MCInstPredicate> Preds> : MCInstPredicate {
185   list<MCInstPredicate> Predicates = Preds;
186 }
187
188 // Check that all of the predicates in `Preds` evaluate to true.
189 class CheckAll<list<MCInstPredicate> Sequence>
190     : CheckPredicateSequence<Sequence>;
191
192 // Check that at least one of the predicates in `Preds` evaluates to true.
193 class CheckAny<list<MCInstPredicate> Sequence>
194     : CheckPredicateSequence<Sequence>;
195
196
197 // Used to expand the body of a function predicate. See the definition of
198 // TIIPredicate below.
199 class MCStatement;
200
201 // Expands to a return statement. The return expression is a boolean expression
202 // described by a MCInstPredicate.
203 class MCReturnStatement<MCInstPredicate predicate> : MCStatement {
204   MCInstPredicate Pred = predicate;
205 }
206
207 // Used to automatically construct cases of a switch statement where the switch
208 // variable is an instruction opcode. There is a 'case' for every opcode in the
209 // `opcodes` list, and each case is associated with MCStatement `caseStmt`.
210 class MCOpcodeSwitchCase<list<Instruction> opcodes, MCStatement caseStmt> {
211   list<Instruction> Opcodes = opcodes;
212   MCStatement CaseStmt = caseStmt;
213 }
214
215 // Expands to a switch statement. The switch variable is an instruction opcode.
216 // The auto-generated switch is populated by a number of cases based on the
217 // `cases` list in input. A default case is automatically generated, and it
218 // evaluates to `default`.
219 class MCOpcodeSwitchStatement<list<MCOpcodeSwitchCase> cases,
220                               MCStatement default> : MCStatement {
221   list<MCOpcodeSwitchCase> Cases = cases;
222   MCStatement DefaultCase = default;
223 }
224
225 // Base class for function predicates.
226 class FunctionPredicateBase<string name, MCStatement body> {
227   string FunctionName = name;
228   MCStatement Body = body;
229 }
230
231 // Check that a call to method `Name` in class "XXXInstrInfo" (where XXX is
232 // the name of a target) returns true.
233 //
234 // TIIPredicate definitions are used to model calls to the target-specific
235 // InstrInfo. A TIIPredicate is treated specially by the InstrInfoEmitter
236 // tablegen backend, which will use it to automatically generate a definition in
237 // the target specific `InstrInfo` class.
238 //
239 // There cannot be multiple TIIPredicate definitions with the same name for the
240 // same target.
241 class TIIPredicate<string Name, MCStatement body>
242     : FunctionPredicateBase<Name, body>, MCInstPredicate;
243
244 // A function predicate that takes as input a machine instruction, and returns
245 // a boolean value.
246 //
247 // This predicate is expanded into a function call by the PredicateExpander.
248 // In particular, the PredicateExpander would either expand this predicate into
249 // a call to `MCInstFn`, or into a call to`MachineInstrFn` depending on whether
250 // it is lowering predicates for MCInst or MachineInstr.
251 //
252 // In this context, `MCInstFn` and `MachineInstrFn` are both function names.
253 class CheckFunctionPredicate<string MCInstFn, string MachineInstrFn> : MCInstPredicate {
254   string MCInstFnName = MCInstFn;
255   string MachineInstrFnName = MachineInstrFn;
256 }
257
258 // Used to classify machine instructions based on a machine instruction
259 // predicate.
260 //
261 // Let IC be an InstructionEquivalenceClass definition, and MI a machine
262 // instruction.  We say that MI belongs to the equivalence class described by IC
263 // if and only if the following two conditions are met:
264 //  a) MI's opcode is in the `opcodes` set, and
265 //  b) `Predicate` evaluates to true when applied to MI.
266 //
267 // Instances of this class can be used by processor scheduling models to
268 // describe instructions that have a property in common.  For example,
269 // InstructionEquivalenceClass definitions can be used to identify the set of
270 // dependency breaking instructions for a processor model.
271 //
272 // An (optional) list of operand indices can be used to further describe
273 // properties that apply to instruction operands. For example, it can be used to
274 // identify register uses of a dependency breaking instructions that are not in
275 // a RAW dependency.
276 class InstructionEquivalenceClass<list<Instruction> opcodes,
277                                   MCInstPredicate pred,
278                                   list<int> operands = []> {
279   list<Instruction> Opcodes = opcodes;
280   MCInstPredicate Predicate = pred;
281   list<int> OperandIndices = operands;
282 }
283
284 // Used by processor models to describe dependency breaking instructions.
285 //
286 // This is mainly an alias for InstructionEquivalenceClass.  Input operand
287 // `BrokenDeps` identifies the set of "broken dependencies". There is one bit
288 // per each implicit and explicit input operand.  An empty set of broken
289 // dependencies means: "explicit input register operands are independent."
290 class DepBreakingClass<list<Instruction> opcodes, MCInstPredicate pred,
291                        list<int> BrokenDeps = []>
292     : InstructionEquivalenceClass<opcodes, pred, BrokenDeps>;
293
294 // A function descriptor used to describe the signature of a predicate methods
295 // which will be expanded by the STIPredicateExpander into a tablegen'd
296 // XXXGenSubtargetInfo class member definition (here, XXX is a target name).
297 //
298 // It describes the signature of a TargetSubtarget hook, as well as a few extra
299 // properties. Examples of extra properties are:
300 //  - The default return value for the auto-generate function hook.
301 //  - A list of subtarget hooks (Delegates) that are called from this function.
302 //
303 class STIPredicateDecl<string name, MCInstPredicate default = FalsePred,
304                        bit overrides = 1, bit expandForMC = 1,
305                        bit updatesOpcodeMask = 0,
306                        list<STIPredicateDecl> delegates = []> {
307   string Name = name;
308
309   MCInstPredicate DefaultReturnValue = default;
310
311   // True if this method is declared as virtual in class TargetSubtargetInfo.
312   bit OverridesBaseClassMember = overrides;
313
314   // True if we need an equivalent predicate function in the MC layer.
315   bit ExpandForMC = expandForMC;
316
317   // True if the autogenerated method has a extra in/out APInt param used as a
318   // mask of operands.
319   bit UpdatesOpcodeMask = updatesOpcodeMask;
320
321   // A list of STIPredicates used by this definition to delegate part of the
322   // computation. For example, STIPredicateFunction `isDependencyBreaking()`
323   // delegates to `isZeroIdiom()` part of its computation.
324   list<STIPredicateDecl> Delegates = delegates;
325 }
326
327 // A predicate function definition member of class `XXXGenSubtargetInfo`.
328 //
329 // If `Declaration.ExpandForMC` is true, then SubtargetEmitter
330 // will also expand another definition of this method that accepts a MCInst.
331 class STIPredicate<STIPredicateDecl declaration,
332                    list<InstructionEquivalenceClass> classes> {
333   STIPredicateDecl Declaration = declaration;
334   list<InstructionEquivalenceClass> Classes = classes;
335   SchedMachineModel SchedModel = ?;
336 }
337
338 // Convenience classes and definitions used by processor scheduling models to
339 // describe dependency breaking instructions and move elimination candidates.
340 let UpdatesOpcodeMask = 1 in {
341
342 def IsZeroIdiomDecl : STIPredicateDecl<"isZeroIdiom">;
343
344 let Delegates = [IsZeroIdiomDecl] in
345 def IsDepBreakingDecl : STIPredicateDecl<"isDependencyBreaking">;
346
347 } // UpdatesOpcodeMask
348
349 def IsOptimizableRegisterMoveDecl
350     : STIPredicateDecl<"isOptimizableRegisterMove">;
351
352 class IsZeroIdiomFunction<list<DepBreakingClass> classes>
353     : STIPredicate<IsZeroIdiomDecl, classes>;
354
355 class IsDepBreakingFunction<list<DepBreakingClass> classes>
356     : STIPredicate<IsDepBreakingDecl, classes>;
357
358 class IsOptimizableRegisterMove<list<InstructionEquivalenceClass> classes>
359     : STIPredicate<IsOptimizableRegisterMoveDecl, classes>;