lib/Target/ARM/ARMRegisterInfo.td

   1 //===-- ARMRegisterInfo.td - ARM Register defs -------------*- tablegen -*-===//
   2 //
   3 // Part of the LLVM Project, under the Apache License v2.0 with LLVM Exceptions.
   4 // See https://llvm.org/LICENSE.txt for license information.
   5 // SPDX-License-Identifier: Apache-2.0 WITH LLVM-exception
   6 //
   7 //===----------------------------------------------------------------------===//
   8
   9 include "ARMSystemRegister.td"
  10
  11 //===----------------------------------------------------------------------===//
  12 //  Declarations that describe the ARM register file
  13 //===----------------------------------------------------------------------===//
  14
  15 // Registers are identified with 4-bit ID numbers.
  16 class ARMReg<bits<16> Enc, string n, list<Register> subregs = [],
  17              list<string> altNames = []> : Register<n, altNames> {
  18   let HWEncoding = Enc;
  19   let Namespace = "ARM";
  20   let SubRegs = subregs;
  21   // All bits of ARM registers with sub-registers are covered by sub-registers.
  22   let CoveredBySubRegs = 1;
  23 }
  24
  25 class ARMFReg<bits<16> Enc, string n> : Register<n> {
  26   let HWEncoding = Enc;
  27   let Namespace = "ARM";
  28 }
  29
  30 let Namespace = "ARM",
  31     FallbackRegAltNameIndex = NoRegAltName in {
  32   def RegNamesRaw : RegAltNameIndex;
  33 }
  34
  35 // Subregister indices.
  36 let Namespace = "ARM" in {
  37 def qqsub_0 : SubRegIndex<256>;
  38 def qqsub_1 : SubRegIndex<256, 256>;
  39
  40 // Note: Code depends on these having consecutive numbers.
  41 def qsub_0 : SubRegIndex<128>;
  42 def qsub_1 : SubRegIndex<128, 128>;
  43 def qsub_2 : ComposedSubRegIndex<qqsub_1, qsub_0>;
  44 def qsub_3 : ComposedSubRegIndex<qqsub_1, qsub_1>;
  45
  46 def dsub_0 : SubRegIndex<64>;
  47 def dsub_1 : SubRegIndex<64, 64>;
  48 def dsub_2 : ComposedSubRegIndex<qsub_1, dsub_0>;
  49 def dsub_3 : ComposedSubRegIndex<qsub_1, dsub_1>;
  50 def dsub_4 : ComposedSubRegIndex<qsub_2, dsub_0>;
  51 def dsub_5 : ComposedSubRegIndex<qsub_2, dsub_1>;
  52 def dsub_6 : ComposedSubRegIndex<qsub_3, dsub_0>;
  53 def dsub_7 : ComposedSubRegIndex<qsub_3, dsub_1>;
  54
  55 def ssub_0  : SubRegIndex<32>;
  56 def ssub_1  : SubRegIndex<32, 32>;
  57 def ssub_2  : ComposedSubRegIndex<dsub_1, ssub_0>;
  58 def ssub_3  : ComposedSubRegIndex<dsub_1, ssub_1>;
  59 def ssub_4  : ComposedSubRegIndex<dsub_2, ssub_0>;
  60 def ssub_5  : ComposedSubRegIndex<dsub_2, ssub_1>;
  61 def ssub_6  : ComposedSubRegIndex<dsub_3, ssub_0>;
  62 def ssub_7  : ComposedSubRegIndex<dsub_3, ssub_1>;
  63 def ssub_8  : ComposedSubRegIndex<dsub_4, ssub_0>;
  64 def ssub_9  : ComposedSubRegIndex<dsub_4, ssub_1>;
  65 def ssub_10 : ComposedSubRegIndex<dsub_5, ssub_0>;
  66 def ssub_11 : ComposedSubRegIndex<dsub_5, ssub_1>;
  67 def ssub_12 : ComposedSubRegIndex<dsub_6, ssub_0>;
  68 def ssub_13 : ComposedSubRegIndex<dsub_6, ssub_1>;
  69
  70 def gsub_0 : SubRegIndex<32>;
  71 def gsub_1 : SubRegIndex<32, 32>;
  72 // Let TableGen synthesize the remaining 12 ssub_* indices.
  73 // We don't need to name them.
  74 }
  75
  76 // Integer registers
  77 def R0  : ARMReg< 0, "r0">,  DwarfRegNum<[0]>;
  78 def R1  : ARMReg< 1, "r1">,  DwarfRegNum<[1]>;
  79 def R2  : ARMReg< 2, "r2">,  DwarfRegNum<[2]>;
  80 def R3  : ARMReg< 3, "r3">,  DwarfRegNum<[3]>;
  81 def R4  : ARMReg< 4, "r4">,  DwarfRegNum<[4]>;
  82 def R5  : ARMReg< 5, "r5">,  DwarfRegNum<[5]>;
  83 def R6  : ARMReg< 6, "r6">,  DwarfRegNum<[6]>;
  84 def R7  : ARMReg< 7, "r7">,  DwarfRegNum<[7]>;
  85 // These require 32-bit instructions.
  86 let CostPerUse = 1 in {
  87 def R8  : ARMReg< 8, "r8">,  DwarfRegNum<[8]>;
  88 def R9  : ARMReg< 9, "r9">,  DwarfRegNum<[9]>;
  89 def R10 : ARMReg<10, "r10">, DwarfRegNum<[10]>;
  90 def R11 : ARMReg<11, "r11">, DwarfRegNum<[11]>;
  91 def R12 : ARMReg<12, "r12">, DwarfRegNum<[12]>;
  92 let RegAltNameIndices = [RegNamesRaw] in {
  93 def SP  : ARMReg<13, "sp", [], ["r13"]>,  DwarfRegNum<[13]>;
  94 def LR  : ARMReg<14, "lr", [], ["r14"]>,  DwarfRegNum<[14]>;
  95 def PC  : ARMReg<15, "pc", [], ["r15"]>,  DwarfRegNum<[15]>;
  96 }
  97 }
  98
  99 // Float registers
 100 def S0  : ARMFReg< 0, "s0">;  def S1  : ARMFReg< 1, "s1">;
 101 def S2  : ARMFReg< 2, "s2">;  def S3  : ARMFReg< 3, "s3">;
 102 def S4  : ARMFReg< 4, "s4">;  def S5  : ARMFReg< 5, "s5">;
 103 def S6  : ARMFReg< 6, "s6">;  def S7  : ARMFReg< 7, "s7">;
 104 def S8  : ARMFReg< 8, "s8">;  def S9  : ARMFReg< 9, "s9">;
 105 def S10 : ARMFReg<10, "s10">; def S11 : ARMFReg<11, "s11">;
 106 def S12 : ARMFReg<12, "s12">; def S13 : ARMFReg<13, "s13">;
 107 def S14 : ARMFReg<14, "s14">; def S15 : ARMFReg<15, "s15">;
 108 def S16 : ARMFReg<16, "s16">; def S17 : ARMFReg<17, "s17">;
 109 def S18 : ARMFReg<18, "s18">; def S19 : ARMFReg<19, "s19">;
 110 def S20 : ARMFReg<20, "s20">; def S21 : ARMFReg<21, "s21">;
 111 def S22 : ARMFReg<22, "s22">; def S23 : ARMFReg<23, "s23">;
 112 def S24 : ARMFReg<24, "s24">; def S25 : ARMFReg<25, "s25">;
 113 def S26 : ARMFReg<26, "s26">; def S27 : ARMFReg<27, "s27">;
 114 def S28 : ARMFReg<28, "s28">; def S29 : ARMFReg<29, "s29">;
 115 def S30 : ARMFReg<30, "s30">; def S31 : ARMFReg<31, "s31">;
 116
 117 // Aliases of the F* registers used to hold 64-bit fp values (doubles)
 118 let SubRegIndices = [ssub_0, ssub_1] in {
 119 def D0  : ARMReg< 0,  "d0", [S0,   S1]>, DwarfRegNum<[256]>;
 120 def D1  : ARMReg< 1,  "d1", [S2,   S3]>, DwarfRegNum<[257]>;
 121 def D2  : ARMReg< 2,  "d2", [S4,   S5]>, DwarfRegNum<[258]>;
 122 def D3  : ARMReg< 3,  "d3", [S6,   S7]>, DwarfRegNum<[259]>;
 123 def D4  : ARMReg< 4,  "d4", [S8,   S9]>, DwarfRegNum<[260]>;
 124 def D5  : ARMReg< 5,  "d5", [S10, S11]>, DwarfRegNum<[261]>;
 125 def D6  : ARMReg< 6,  "d6", [S12, S13]>, DwarfRegNum<[262]>;
 126 def D7  : ARMReg< 7,  "d7", [S14, S15]>, DwarfRegNum<[263]>;
 127 def D8  : ARMReg< 8,  "d8", [S16, S17]>, DwarfRegNum<[264]>;
 128 def D9  : ARMReg< 9,  "d9", [S18, S19]>, DwarfRegNum<[265]>;
 129 def D10 : ARMReg<10, "d10", [S20, S21]>, DwarfRegNum<[266]>;
 130 def D11 : ARMReg<11, "d11", [S22, S23]>, DwarfRegNum<[267]>;
 131 def D12 : ARMReg<12, "d12", [S24, S25]>, DwarfRegNum<[268]>;
 132 def D13 : ARMReg<13, "d13", [S26, S27]>, DwarfRegNum<[269]>;
 133 def D14 : ARMReg<14, "d14", [S28, S29]>, DwarfRegNum<[270]>;
 134 def D15 : ARMReg<15, "d15", [S30, S31]>, DwarfRegNum<[271]>;
 135 }
 136
 137 // VFP3 defines 16 additional double registers
 138 def D16 : ARMFReg<16, "d16">, DwarfRegNum<[272]>;
 139 def D17 : ARMFReg<17, "d17">, DwarfRegNum<[273]>;
 140 def D18 : ARMFReg<18, "d18">, DwarfRegNum<[274]>;
 141 def D19 : ARMFReg<19, "d19">, DwarfRegNum<[275]>;
 142 def D20 : ARMFReg<20, "d20">, DwarfRegNum<[276]>;
 143 def D21 : ARMFReg<21, "d21">, DwarfRegNum<[277]>;
 144 def D22 : ARMFReg<22, "d22">, DwarfRegNum<[278]>;
 145 def D23 : ARMFReg<23, "d23">, DwarfRegNum<[279]>;
 146 def D24 : ARMFReg<24, "d24">, DwarfRegNum<[280]>;
 147 def D25 : ARMFReg<25, "d25">, DwarfRegNum<[281]>;
 148 def D26 : ARMFReg<26, "d26">, DwarfRegNum<[282]>;
 149 def D27 : ARMFReg<27, "d27">, DwarfRegNum<[283]>;
 150 def D28 : ARMFReg<28, "d28">, DwarfRegNum<[284]>;
 151 def D29 : ARMFReg<29, "d29">, DwarfRegNum<[285]>;
 152 def D30 : ARMFReg<30, "d30">, DwarfRegNum<[286]>;
 153 def D31 : ARMFReg<31, "d31">, DwarfRegNum<[287]>;
 154
 155 // Advanced SIMD (NEON) defines 16 quad-word aliases
 156 let SubRegIndices = [dsub_0, dsub_1] in {
 157 def Q0  : ARMReg< 0,  "q0", [D0,   D1]>;
 158 def Q1  : ARMReg< 1,  "q1", [D2,   D3]>;
 159 def Q2  : ARMReg< 2,  "q2", [D4,   D5]>;
 160 def Q3  : ARMReg< 3,  "q3", [D6,   D7]>;
 161 def Q4  : ARMReg< 4,  "q4", [D8,   D9]>;
 162 def Q5  : ARMReg< 5,  "q5", [D10, D11]>;
 163 def Q6  : ARMReg< 6,  "q6", [D12, D13]>;
 164 def Q7  : ARMReg< 7,  "q7", [D14, D15]>;
 165 }
 166 let SubRegIndices = [dsub_0, dsub_1] in {
 167 def Q8  : ARMReg< 8,  "q8", [D16, D17]>;
 168 def Q9  : ARMReg< 9,  "q9", [D18, D19]>;
 169 def Q10 : ARMReg<10, "q10", [D20, D21]>;
 170 def Q11 : ARMReg<11, "q11", [D22, D23]>;
 171 def Q12 : ARMReg<12, "q12", [D24, D25]>;
 172 def Q13 : ARMReg<13, "q13", [D26, D27]>;
 173 def Q14 : ARMReg<14, "q14", [D28, D29]>;
 174 def Q15 : ARMReg<15, "q15", [D30, D31]>;
 175 }
 176
 177 // Current Program Status Register.
 178 // We model fpscr with two registers: FPSCR models the control bits and will be
 179 // reserved. FPSCR_NZCV models the flag bits and will be unreserved. APSR_NZCV
 180 // models the APSR when it's accessed by some special instructions. In such cases
 181 // it has the same encoding as PC.
 182 def CPSR       : ARMReg<0,  "cpsr">;
 183 def APSR       : ARMReg<1,  "apsr">;
 184 def APSR_NZCV  : ARMReg<15, "apsr_nzcv">;
 185 def SPSR       : ARMReg<2,  "spsr">;
 186 def FPSCR      : ARMReg<3,  "fpscr">;
 187 def FPSCR_NZCV : ARMReg<3,  "fpscr_nzcv"> {
 188   let Aliases = [FPSCR];
 189 }
 190 def ITSTATE    : ARMReg<4, "itstate">;
 191
 192 // Special Registers - only available in privileged mode.
 193 def FPSID   : ARMReg<0,  "fpsid">;
 194 def MVFR2   : ARMReg<5,  "mvfr2">;
 195 def MVFR1   : ARMReg<6,  "mvfr1">;
 196 def MVFR0   : ARMReg<7,  "mvfr0">;
 197 def FPEXC   : ARMReg<8,  "fpexc">;
 198 def FPINST  : ARMReg<9,  "fpinst">;
 199 def FPINST2 : ARMReg<10, "fpinst2">;
 200 // These encodings aren't actual instruction encodings, their encoding depends
 201 // on the instruction they are used in and for VPR 32 was chosen such that it
 202 // always comes last in spr_reglist_with_vpr.
 203 def VPR     : ARMReg<32, "vpr">;
 204 def FPSCR_NZCVQC
 205             : ARMReg<2, "fpscr_nzcvqc">;
 206 def P0      : ARMReg<13, "p0">;
 207 def FPCXTNS : ARMReg<14, "fpcxtns">;
 208 def FPCXTS  : ARMReg<15, "fpcxts">;
 209
 210 def ZR  : ARMReg<15, "zr">,  DwarfRegNum<[15]>;
 211
 212 // Register classes.
 213 //
 214 // pc  == Program Counter
 215 // lr  == Link Register
 216 // sp  == Stack Pointer
 217 // r12 == ip (scratch)
 218 // r7  == Frame Pointer (thumb-style backtraces)
 219 // r9  == May be reserved as Thread Register
 220 // r11 == Frame Pointer (arm-style backtraces)
 221 // r10 == Stack Limit
 222 //
 223 def GPR : RegisterClass<"ARM", [i32], 32, (add (sequence "R%u", 0, 12),
 224                                                SP, LR, PC)> {
 225   // Allocate LR as the first CSR since it is always saved anyway.
 226   // For Thumb1 mode, we don't want to allocate hi regs at all, as we don't
 227   // know how to spill them. If we make our prologue/epilogue code smarter at
 228   // some point, we can go back to using the above allocation orders for the
 229   // Thumb1 instructions that know how to use hi regs.
 230   let AltOrders = [(add LR, GPR), (trunc GPR, 8),
 231                    (add (trunc GPR, 8), R12, LR, (shl GPR, 8))];
 232   let AltOrderSelect = [{
 233       return MF.getSubtarget<ARMSubtarget>().getGPRAllocationOrder(MF);
 234   }];
 235   let DiagnosticString = "operand must be a register in range [r0, r15]";
 236 }
 237
 238 // GPRs without the PC.  Some ARM instructions do not allow the PC in
 239 // certain operand slots, particularly as the destination.  Primarily
 240 // useful for disassembly.
 241 def GPRnopc : RegisterClass<"ARM", [i32], 32, (sub GPR, PC)> {
 242   let AltOrders = [(add LR, GPRnopc), (trunc GPRnopc, 8),
 243                    (add (trunc GPRnopc, 8), R12, LR, (shl GPRnopc, 8))];
 244   let AltOrderSelect = [{
 245       return MF.getSubtarget<ARMSubtarget>().getGPRAllocationOrder(MF);
 246   }];
 247   let DiagnosticString = "operand must be a register in range [r0, r14]";
 248 }
 249
 250 // GPRs without the PC but with APSR. Some instructions allow accessing the
 251 // APSR, while actually encoding PC in the register field. This is useful
 252 // for assembly and disassembly only.
 253 def GPRwithAPSR : RegisterClass<"ARM", [i32], 32, (add (sub GPR, PC), APSR_NZCV)> {
 254   let AltOrders = [(add LR, GPRnopc), (trunc GPRnopc, 8)];
 255   let AltOrderSelect = [{
 256       return 1 + MF.getSubtarget<ARMSubtarget>().isThumb1Only();
 257   }];
 258   let DiagnosticString = "operand must be a register in range [r0, r14] or apsr_nzcv";
 259 }
 260
 261 // GPRs without the PC and SP registers but with APSR. Used by CLRM instruction.
 262 def GPRwithAPSRnosp : RegisterClass<"ARM", [i32], 32, (add (sequence "R%u", 0, 12), LR, APSR)> {
 263   let isAllocatable = 0;
 264 }
 265
 266 def GPRwithZR : RegisterClass<"ARM", [i32], 32, (add (sub GPR, PC), ZR)> {
 267   let AltOrders = [(add LR, GPRwithZR), (trunc GPRwithZR, 8)];
 268   let AltOrderSelect = [{
 269       return 1 + MF.getSubtarget<ARMSubtarget>().isThumb1Only();
 270   }];
 271   let DiagnosticString = "operand must be a register in range [r0, r14] or zr";
 272 }
 273
 274 def GPRwithZRnosp : RegisterClass<"ARM", [i32], 32, (sub GPRwithZR, SP)> {
 275   let AltOrders = [(add LR, GPRwithZRnosp), (trunc GPRwithZRnosp, 8)];
 276   let AltOrderSelect = [{
 277       return 1 + MF.getSubtarget<ARMSubtarget>().isThumb1Only();
 278   }];
 279   let DiagnosticString = "operand must be a register in range [r0, r12] or r14 or zr";
 280 }
 281
 282 // GPRsp - Only the SP is legal. Used by Thumb1 instructions that want the
 283 // implied SP argument list.
 284 // FIXME: It would be better to not use this at all and refactor the
 285 // instructions to not have SP an an explicit argument. That makes
 286 // frame index resolution a bit trickier, though.
 287 def GPRsp : RegisterClass<"ARM", [i32], 32, (add SP)> {
 288   let DiagnosticString = "operand must be a register sp";
 289 }
 290
 291 // GPRlr - Only LR is legal. Used by ARMv8.1-M Low Overhead Loop instructions
 292 // where LR is the only legal loop counter register.
 293 def GPRlr : RegisterClass<"ARM", [i32], 32, (add LR)>;
 294
 295 // restricted GPR register class. Many Thumb2 instructions allow the full
 296 // register range for operands, but have undefined behaviours when PC
 297 // or SP (R13 or R15) are used. The ARM ISA refers to these operands
 298 // via the BadReg() pseudo-code description.
 299 def rGPR : RegisterClass<"ARM", [i32], 32, (sub GPR, SP, PC)> {
 300   let AltOrders = [(add LR, rGPR), (trunc rGPR, 8),
 301                    (add (trunc rGPR, 8), R12, LR, (shl rGPR, 8))];
 302   let AltOrderSelect = [{
 303       return MF.getSubtarget<ARMSubtarget>().getGPRAllocationOrder(MF);
 304   }];
 305   let DiagnosticType = "rGPR";
 306 }
 307
 308 // Thumb registers are R0-R7 normally. Some instructions can still use
 309 // the general GPR register class above (MOV, e.g.)
 310 def tGPR : RegisterClass<"ARM", [i32], 32, (trunc GPR, 8)> {
 311   let DiagnosticString = "operand must be a register in range [r0, r7]";
 312 }
 313
 314 // Thumb registers R0-R7 and the PC. Some instructions like TBB or THH allow
 315 // the PC to be used as a destination operand as well.
 316 def tGPRwithpc : RegisterClass<"ARM", [i32], 32, (add tGPR, PC)>;
 317
 318 // The high registers in thumb mode, R8-R15.
 319 def hGPR : RegisterClass<"ARM", [i32], 32, (sub GPR, tGPR)> {
 320   let DiagnosticString = "operand must be a register in range [r8, r15]";
 321 }
 322
 323 // For tail calls, we can't use callee-saved registers, as they are restored
 324 // to the saved value before the tail call, which would clobber a call address.
 325 // Note, getMinimalPhysRegClass(R0) returns tGPR because of the names of
 326 // this class and the preceding one(!)  This is what we want.
 327 def tcGPR : RegisterClass<"ARM", [i32], 32, (add R0, R1, R2, R3, R12)> {
 328   let AltOrders = [(and tcGPR, tGPR)];
 329   let AltOrderSelect = [{
 330       return MF.getSubtarget<ARMSubtarget>().isThumb1Only();
 331   }];
 332 }
 333
 334 def tGPROdd : RegisterClass<"ARM", [i32], 32, (add R1, R3, R5, R7, R9, R11)> {
 335   let AltOrders = [(and tGPROdd, tGPR)];
 336   let AltOrderSelect = [{
 337       return MF.getSubtarget<ARMSubtarget>().isThumb1Only();
 338   }];
 339   let DiagnosticString =
 340     "operand must be an odd-numbered register in range [r1,r11]";
 341 }
 342
 343 def tGPREven : RegisterClass<"ARM", [i32], 32, (add R0, R2, R4, R6, R8, R10, R12, LR)> {
 344   let AltOrders = [(and tGPREven, tGPR)];
 345   let AltOrderSelect = [{
 346       return MF.getSubtarget<ARMSubtarget>().isThumb1Only();
 347   }];
 348   let DiagnosticString = "operand must be an even-numbered register";
 349 }
 350
 351 // Condition code registers.
 352 def CCR : RegisterClass<"ARM", [i32], 32, (add CPSR)> {
 353   let CopyCost = -1;  // Don't allow copying of status registers.
 354   let isAllocatable = 0;
 355 }
 356
 357 // MVE Condition code register.
 358 def VCCR : RegisterClass<"ARM", [i32, v16i1, v8i1, v4i1], 32, (add VPR)> {
 359 //  let CopyCost = -1;  // Don't allow copying of status registers.
 360 }
 361
 362 // FPSCR, when the flags at the top of it are used as the input or
 363 // output to an instruction such as MVE VADC.
 364 def cl_FPSCR_NZCV : RegisterClass<"ARM", [i32], 32, (add FPSCR_NZCV)>;
 365
 366 // Scalar single precision floating point register class..
 367 // FIXME: Allocation order changed to s0, s2, ... or s0, s4, ... as a quick hack
 368 // to avoid partial-write dependencies on D or Q (depending on platform)
 369 // registers (S registers are renamed as portions of D/Q registers).
 370 def SPR : RegisterClass<"ARM", [f32], 32, (sequence "S%u", 0, 31)> {
 371   let AltOrders = [(add (decimate SPR, 2), SPR),
 372                    (add (decimate SPR, 4),
 373                         (decimate SPR, 2),
 374                         (decimate (rotl SPR, 1), 4),
 375                         (decimate (rotl SPR, 1), 2))];
 376   let AltOrderSelect = [{
 377     return 1 + MF.getSubtarget<ARMSubtarget>().useStride4VFPs();
 378   }];
 379   let DiagnosticString = "operand must be a register in range [s0, s31]";
 380 }
 381
 382 def HPR : RegisterClass<"ARM", [f16], 32, (sequence "S%u", 0, 31)> {
 383   let AltOrders = [(add (decimate HPR, 2), SPR),
 384                    (add (decimate HPR, 4),
 385                         (decimate HPR, 2),
 386                         (decimate (rotl HPR, 1), 4),
 387                         (decimate (rotl HPR, 1), 2))];
 388   let AltOrderSelect = [{
 389     return 1 + MF.getSubtarget<ARMSubtarget>().useStride4VFPs();
 390   }];
 391   let DiagnosticString = "operand must be a register in range [s0, s31]";
 392 }
 393
 394 // Subset of SPR which can be used as a source of NEON scalars for 16-bit
 395 // operations
 396 def SPR_8 : RegisterClass<"ARM", [f32], 32, (sequence "S%u", 0, 15)> {
 397   let DiagnosticString = "operand must be a register in range [s0, s15]";
 398 }
 399
 400 // Scalar double precision floating point / generic 64-bit vector register
 401 // class.
 402 // ARM requires only word alignment for double. It's more performant if it
 403 // is double-word alignment though.
 404 def DPR : RegisterClass<"ARM", [f64, v8i8, v4i16, v2i32, v1i64, v2f32, v4f16], 64,
 405                         (sequence "D%u", 0, 31)> {
 406   // Allocate non-VFP2 registers D16-D31 first, and prefer even registers on
 407   // Darwin platforms.
 408   let AltOrders = [(rotl DPR, 16),
 409                    (add (decimate (rotl DPR, 16), 2), (rotl DPR, 16))];
 410   let AltOrderSelect = [{
 411     return 1 + MF.getSubtarget<ARMSubtarget>().useStride4VFPs();
 412   }];
 413   let DiagnosticType = "DPR";
 414 }
 415
 416 // Scalar single and double precision floating point and VPR register class,
 417 // this is only used for parsing, don't use it anywhere else as the size and
 418 // types don't match!
 419 def FPWithVPR : RegisterClass<"ARM", [f32], 32, (add SPR, DPR, VPR)> {
 420     let isAllocatable = 0;
 421 }
 422
 423 // Subset of DPR that are accessible with VFP2 (and so that also have
 424 // 32-bit SPR subregs).
 425 def DPR_VFP2 : RegisterClass<"ARM", [f64, v8i8, v4i16, v2i32, v1i64, v2f32, v4f16], 64,
 426                              (trunc DPR, 16)> {
 427   let DiagnosticString = "operand must be a register in range [d0, d15]";
 428 }
 429
 430 // Subset of DPR which can be used as a source of NEON scalars for 16-bit
 431 // operations
 432 def DPR_8 : RegisterClass<"ARM", [f64, v8i8, v4i16, v2i32, v1i64, v2f32, v4f16], 64,
 433                           (trunc DPR, 8)> {
 434   let DiagnosticString = "operand must be a register in range [d0, d7]";
 435 }
 436
 437 // Generic 128-bit vector register class.
 438 def QPR : RegisterClass<"ARM", [v16i8, v8i16, v4i32, v2i64, v4f32, v2f64, v8f16], 128,
 439                         (sequence "Q%u", 0, 15)> {
 440   // Allocate non-VFP2 aliases Q8-Q15 first.
 441   let AltOrders = [(rotl QPR, 8), (trunc QPR, 8)];
 442   let AltOrderSelect = [{
 443     return 1 + MF.getSubtarget<ARMSubtarget>().hasMVEIntegerOps();
 444   }];
 445   let DiagnosticString = "operand must be a register in range [q0, q15]";
 446 }
 447
 448 // Subset of QPR that have 32-bit SPR subregs.
 449 def QPR_VFP2 : RegisterClass<"ARM", [v16i8, v8i16, v4i32, v2i64, v4f32, v2f64],
 450                              128, (trunc QPR, 8)> {
 451   let DiagnosticString = "operand must be a register in range [q0, q7]";
 452 }
 453
 454 // Subset of QPR that have DPR_8 and SPR_8 subregs.
 455 def QPR_8 : RegisterClass<"ARM", [v16i8, v8i16, v4i32, v2i64, v4f32, v2f64],
 456                            128, (trunc QPR, 4)> {
 457   let DiagnosticString = "operand must be a register in range [q0, q3]";
 458 }
 459
 460 // MVE 128-bit vector register class. This class is only really needed for
 461 // parsing assembly, since we still have to truncate the register set in the QPR
 462 // class anyway.
 463 def MQPR : RegisterClass<"ARM", [v16i8, v8i16, v4i32, v2i64, v4f32, v2f64, v8f16],
 464                          128, (trunc QPR, 8)>;
 465
 466 // Pseudo-registers representing odd-even pairs of D registers. The even-odd
 467 // pairs are already represented by the Q registers.
 468 // These are needed by NEON instructions requiring two consecutive D registers.
 469 // There is no D31_D0 register as that is always an UNPREDICTABLE encoding.
 470 def TuplesOE2D : RegisterTuples<[dsub_0, dsub_1],
 471                                 [(decimate (shl DPR, 1), 2),
 472                                  (decimate (shl DPR, 2), 2)]>;
 473
 474 // Register class representing a pair of consecutive D registers.
 475 // Use the Q registers for the even-odd pairs.
 476 def DPair : RegisterClass<"ARM", [v16i8, v8i16, v4i32, v2i64, v4f32, v2f64],
 477                           128, (interleave QPR, TuplesOE2D)> {
 478   // Allocate starting at non-VFP2 registers D16-D31 first.
 479   // Prefer even-odd pairs as they are easier to copy.
 480   let AltOrders = [(add (rotl QPR, 8),  (rotl DPair, 16)),
 481                    (add (trunc QPR, 8), (trunc DPair, 16))];
 482   let AltOrderSelect = [{
 483     return 1 + MF.getSubtarget<ARMSubtarget>().hasMVEIntegerOps();
 484   }];
 485 }
 486
 487 // Pseudo-registers representing even-odd pairs of GPRs from R1 to R13/SP.
 488 // These are needed by instructions (e.g. ldrexd/strexd) requiring even-odd GPRs.
 489 def Tuples2R : RegisterTuples<[gsub_0, gsub_1],
 490                               [(add R0, R2, R4, R6, R8, R10, R12),
 491                                (add R1, R3, R5, R7, R9, R11, SP)]>;
 492
 493 // Register class representing a pair of even-odd GPRs.
 494 def GPRPair : RegisterClass<"ARM", [untyped], 64, (add Tuples2R)> {
 495   let Size = 64; // 2 x 32 bits, we have no predefined type of that size.
 496 }
 497
 498 // Pseudo-registers representing 3 consecutive D registers.
 499 def Tuples3D : RegisterTuples<[dsub_0, dsub_1, dsub_2],
 500                               [(shl DPR, 0),
 501                                (shl DPR, 1),
 502                                (shl DPR, 2)]>;
 503
 504 // 3 consecutive D registers.
 505 def DTriple : RegisterClass<"ARM", [untyped], 64, (add Tuples3D)> {
 506   let Size = 192; // 3 x 64 bits, we have no predefined type of that size.
 507 }
 508
 509 // Pseudo 256-bit registers to represent pairs of Q registers. These should
 510 // never be present in the emitted code.
 511 // These are used for NEON load / store instructions, e.g., vld4, vst3.
 512 def Tuples2Q : RegisterTuples<[qsub_0, qsub_1], [(shl QPR, 0), (shl QPR, 1)]>;
 513
 514 // Pseudo 256-bit vector register class to model pairs of Q registers
 515 // (4 consecutive D registers).
 516 def QQPR : RegisterClass<"ARM", [v4i64], 256, (add Tuples2Q)> {
 517   // Allocate non-VFP2 aliases first.
 518   let AltOrders = [(rotl QQPR, 8)];
 519   let AltOrderSelect = [{ return 1; }];
 520 }
 521
 522 // Tuples of 4 D regs that isn't also a pair of Q regs.
 523 def TuplesOE4D : RegisterTuples<[dsub_0, dsub_1, dsub_2, dsub_3],
 524                                 [(decimate (shl DPR, 1), 2),
 525                                  (decimate (shl DPR, 2), 2),
 526                                  (decimate (shl DPR, 3), 2),
 527                                  (decimate (shl DPR, 4), 2)]>;
 528
 529 // 4 consecutive D registers.
 530 def DQuad : RegisterClass<"ARM", [v4i64], 256,
 531                           (interleave Tuples2Q, TuplesOE4D)>;
 532
 533 // Pseudo 512-bit registers to represent four consecutive Q registers.
 534 def Tuples2QQ : RegisterTuples<[qqsub_0, qqsub_1],
 535                                [(shl QQPR, 0), (shl QQPR, 2)]>;
 536
 537 // Pseudo 512-bit vector register class to model 4 consecutive Q registers
 538 // (8 consecutive D registers).
 539 def QQQQPR : RegisterClass<"ARM", [v8i64], 256, (add Tuples2QQ)> {
 540   // Allocate non-VFP2 aliases first.
 541   let AltOrders = [(rotl QQQQPR, 8)];
 542   let AltOrderSelect = [{ return 1; }];
 543 }
 544
 545
 546 // Pseudo-registers representing 2-spaced consecutive D registers.
 547 def Tuples2DSpc : RegisterTuples<[dsub_0, dsub_2],
 548                                  [(shl DPR, 0),
 549                                   (shl DPR, 2)]>;
 550
 551 // Spaced pairs of D registers.
 552 def DPairSpc : RegisterClass<"ARM", [v2i64], 64, (add Tuples2DSpc)>;
 553
 554 def Tuples3DSpc : RegisterTuples<[dsub_0, dsub_2, dsub_4],
 555                                  [(shl DPR, 0),
 556                                   (shl DPR, 2),
 557                                   (shl DPR, 4)]>;
 558
 559 // Spaced triples of D registers.
 560 def DTripleSpc : RegisterClass<"ARM", [untyped], 64, (add Tuples3DSpc)> {
 561   let Size = 192; // 3 x 64 bits, we have no predefined type of that size.
 562 }
 563
 564 def Tuples4DSpc : RegisterTuples<[dsub_0, dsub_2, dsub_4, dsub_6],
 565                                  [(shl DPR, 0),
 566                                   (shl DPR, 2),
 567                                   (shl DPR, 4),
 568                                   (shl DPR, 6)]>;
 569
 570 // Spaced quads of D registers.
 571 def DQuadSpc : RegisterClass<"ARM", [v4i64], 64, (add Tuples3DSpc)>;