lib/Target/RISCV/RISCVRegisterInfo.td

   1 //===-- RISCVRegisterInfo.td - RISC-V 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 //===----------------------------------------------------------------------===//
  10 //  Declarations that describe the RISC-V register files
  11 //===----------------------------------------------------------------------===//
  12
  13 let Namespace = "RISCV" in {
  14 class RISCVReg<bits<5> Enc, string n, list<string> alt = []> : Register<n> {
  15   let HWEncoding{4-0} = Enc;
  16   let AltNames = alt;
  17 }
  18
  19 class RISCVReg32<bits<5> Enc, string n, list<string> alt = []> : Register<n> {
  20   let HWEncoding{4-0} = Enc;
  21   let AltNames = alt;
  22 }
  23
  24 // Because RISCVReg64 register have AsmName and AltNames that alias with their
  25 // 32-bit sub-register, RISCVAsmParser will need to coerce a register number
  26 // from a RISCVReg32 to the equivalent RISCVReg64 when appropriate.
  27 def sub_32 : SubRegIndex<32>;
  28 class RISCVReg64<RISCVReg32 subreg> : Register<""> {
  29   let HWEncoding{4-0} = subreg.HWEncoding{4-0};
  30   let SubRegs = [subreg];
  31   let SubRegIndices = [sub_32];
  32   let AsmName = subreg.AsmName;
  33   let AltNames = subreg.AltNames;
  34 }
  35
  36 def ABIRegAltName : RegAltNameIndex;
  37 } // Namespace = "RISCV"
  38
  39 // Integer registers
  40 // CostPerUse is set higher for registers that may not be compressible as they
  41 // are not part of GPRC, the most restrictive register class used by the
  42 // compressed instruction set. This will influence the greedy register
  43 // allocator to reduce the use of registers that can't be encoded in 16 bit
  44 // instructions. This affects register allocation even when compressed
  45 // instruction isn't targeted, we see no major negative codegen impact.
  46
  47 let RegAltNameIndices = [ABIRegAltName] in {
  48   def X0  : RISCVReg<0, "x0", ["zero"]>, DwarfRegNum<[0]>;
  49   let CostPerUse = 1 in {
  50   def X1  : RISCVReg<1, "x1", ["ra"]>, DwarfRegNum<[1]>;
  51   def X2  : RISCVReg<2, "x2", ["sp"]>, DwarfRegNum<[2]>;
  52   def X3  : RISCVReg<3, "x3", ["gp"]>, DwarfRegNum<[3]>;
  53   def X4  : RISCVReg<4, "x4", ["tp"]>, DwarfRegNum<[4]>;
  54   def X5  : RISCVReg<5, "x5", ["t0"]>, DwarfRegNum<[5]>;
  55   def X6  : RISCVReg<6, "x6", ["t1"]>, DwarfRegNum<[6]>;
  56   def X7  : RISCVReg<7, "x7", ["t2"]>, DwarfRegNum<[7]>;
  57   }
  58   def X8  : RISCVReg<8, "x8", ["s0", "fp"]>, DwarfRegNum<[8]>;
  59   def X9  : RISCVReg<9, "x9", ["s1"]>, DwarfRegNum<[9]>;
  60   def X10 : RISCVReg<10,"x10", ["a0"]>, DwarfRegNum<[10]>;
  61   def X11 : RISCVReg<11,"x11", ["a1"]>, DwarfRegNum<[11]>;
  62   def X12 : RISCVReg<12,"x12", ["a2"]>, DwarfRegNum<[12]>;
  63   def X13 : RISCVReg<13,"x13", ["a3"]>, DwarfRegNum<[13]>;
  64   def X14 : RISCVReg<14,"x14", ["a4"]>, DwarfRegNum<[14]>;
  65   def X15 : RISCVReg<15,"x15", ["a5"]>, DwarfRegNum<[15]>;
  66   let CostPerUse = 1 in {
  67   def X16 : RISCVReg<16,"x16", ["a6"]>, DwarfRegNum<[16]>;
  68   def X17 : RISCVReg<17,"x17", ["a7"]>, DwarfRegNum<[17]>;
  69   def X18 : RISCVReg<18,"x18", ["s2"]>, DwarfRegNum<[18]>;
  70   def X19 : RISCVReg<19,"x19", ["s3"]>, DwarfRegNum<[19]>;
  71   def X20 : RISCVReg<20,"x20", ["s4"]>, DwarfRegNum<[20]>;
  72   def X21 : RISCVReg<21,"x21", ["s5"]>, DwarfRegNum<[21]>;
  73   def X22 : RISCVReg<22,"x22", ["s6"]>, DwarfRegNum<[22]>;
  74   def X23 : RISCVReg<23,"x23", ["s7"]>, DwarfRegNum<[23]>;
  75   def X24 : RISCVReg<24,"x24", ["s8"]>, DwarfRegNum<[24]>;
  76   def X25 : RISCVReg<25,"x25", ["s9"]>, DwarfRegNum<[25]>;
  77   def X26 : RISCVReg<26,"x26", ["s10"]>, DwarfRegNum<[26]>;
  78   def X27 : RISCVReg<27,"x27", ["s11"]>, DwarfRegNum<[27]>;
  79   def X28 : RISCVReg<28,"x28", ["t3"]>, DwarfRegNum<[28]>;
  80   def X29 : RISCVReg<29,"x29", ["t4"]>, DwarfRegNum<[29]>;
  81   def X30 : RISCVReg<30,"x30", ["t5"]>, DwarfRegNum<[30]>;
  82   def X31 : RISCVReg<31,"x31", ["t6"]>, DwarfRegNum<[31]>;
  83   }
  84 }
  85
  86 def XLenVT : ValueTypeByHwMode<[RV32, RV64, DefaultMode],
  87                                [i32,  i64,  i32]>;
  88
  89 // The order of registers represents the preferred allocation sequence.
  90 // Registers are listed in the order caller-save, callee-save, specials.
  91 def GPR : RegisterClass<"RISCV", [XLenVT], 32, (add
  92     (sequence "X%u", 10, 17),
  93     (sequence "X%u", 5, 7),
  94     (sequence "X%u", 28, 31),
  95     (sequence "X%u", 8, 9),
  96     (sequence "X%u", 18, 27),
  97     (sequence "X%u", 0, 4)
  98   )> {
  99   let RegInfos = RegInfoByHwMode<
 100       [RV32,              RV64,              DefaultMode],
 101       [RegInfo<32,32,32>, RegInfo<64,64,64>, RegInfo<32,32,32>]>;
 102 }
 103
 104 // The order of registers represents the preferred allocation sequence.
 105 // Registers are listed in the order caller-save, callee-save, specials.
 106 def GPRNoX0 : RegisterClass<"RISCV", [XLenVT], 32, (add
 107     (sequence "X%u", 10, 17),
 108     (sequence "X%u", 5, 7),
 109     (sequence "X%u", 28, 31),
 110     (sequence "X%u", 8, 9),
 111     (sequence "X%u", 18, 27),
 112     (sequence "X%u", 1, 4)
 113   )> {
 114   let RegInfos = RegInfoByHwMode<
 115       [RV32,              RV64,              DefaultMode],
 116       [RegInfo<32,32,32>, RegInfo<64,64,64>, RegInfo<32,32,32>]>;
 117 }
 118
 119 def GPRNoX0X2 : RegisterClass<"RISCV", [XLenVT], 32, (add
 120     (sequence "X%u", 10, 17),
 121     (sequence "X%u", 5, 7),
 122     (sequence "X%u", 28, 31),
 123     (sequence "X%u", 8, 9),
 124     (sequence "X%u", 18, 27),
 125     X1, X3, X4
 126   )> {
 127   let RegInfos = RegInfoByHwMode<
 128       [RV32,              RV64,              DefaultMode],
 129       [RegInfo<32,32,32>, RegInfo<64,64,64>, RegInfo<32,32,32>]>;
 130 }
 131
 132 def GPRC : RegisterClass<"RISCV", [XLenVT], 32, (add
 133     (sequence "X%u", 10, 15),
 134     (sequence "X%u", 8, 9)
 135   )> {
 136   let RegInfos = RegInfoByHwMode<
 137       [RV32,              RV64,              DefaultMode],
 138       [RegInfo<32,32,32>, RegInfo<64,64,64>, RegInfo<32,32,32>]>;
 139 }
 140
 141 // For indirect tail calls, we can't use callee-saved registers, as they are
 142 // restored to the saved value before the tail call, which would clobber a call
 143 // address.
 144 def GPRTC : RegisterClass<"RISCV", [XLenVT], 32, (add
 145     (sequence "X%u", 5, 7),
 146     (sequence "X%u", 10, 17),
 147     (sequence "X%u", 28, 31)
 148   )> {
 149   let RegInfos = RegInfoByHwMode<
 150       [RV32,              RV64,              DefaultMode],
 151       [RegInfo<32,32,32>, RegInfo<64,64,64>, RegInfo<32,32,32>]>;
 152 }
 153
 154 def SP : RegisterClass<"RISCV", [XLenVT], 32, (add X2)> {
 155   let RegInfos = RegInfoByHwMode<
 156       [RV32,              RV64,              DefaultMode],
 157       [RegInfo<32,32,32>, RegInfo<64,64,64>, RegInfo<32,32,32>]>;
 158 }
 159
 160 // Floating point registers
 161 let RegAltNameIndices = [ABIRegAltName] in {
 162   def F0_32  : RISCVReg32<0, "f0", ["ft0"]>, DwarfRegNum<[32]>;
 163   def F1_32  : RISCVReg32<1, "f1", ["ft1"]>, DwarfRegNum<[33]>;
 164   def F2_32  : RISCVReg32<2, "f2", ["ft2"]>, DwarfRegNum<[34]>;
 165   def F3_32  : RISCVReg32<3, "f3", ["ft3"]>, DwarfRegNum<[35]>;
 166   def F4_32  : RISCVReg32<4, "f4", ["ft4"]>, DwarfRegNum<[36]>;
 167   def F5_32  : RISCVReg32<5, "f5", ["ft5"]>, DwarfRegNum<[37]>;
 168   def F6_32  : RISCVReg32<6, "f6", ["ft6"]>, DwarfRegNum<[38]>;
 169   def F7_32  : RISCVReg32<7, "f7", ["ft7"]>, DwarfRegNum<[39]>;
 170   def F8_32  : RISCVReg32<8, "f8", ["fs0"]>, DwarfRegNum<[40]>;
 171   def F9_32  : RISCVReg32<9, "f9", ["fs1"]>, DwarfRegNum<[41]>;
 172   def F10_32 : RISCVReg32<10,"f10", ["fa0"]>, DwarfRegNum<[42]>;
 173   def F11_32 : RISCVReg32<11,"f11", ["fa1"]>, DwarfRegNum<[43]>;
 174   def F12_32 : RISCVReg32<12,"f12", ["fa2"]>, DwarfRegNum<[44]>;
 175   def F13_32 : RISCVReg32<13,"f13", ["fa3"]>, DwarfRegNum<[45]>;
 176   def F14_32 : RISCVReg32<14,"f14", ["fa4"]>, DwarfRegNum<[46]>;
 177   def F15_32 : RISCVReg32<15,"f15", ["fa5"]>, DwarfRegNum<[47]>;
 178   def F16_32 : RISCVReg32<16,"f16", ["fa6"]>, DwarfRegNum<[48]>;
 179   def F17_32 : RISCVReg32<17,"f17", ["fa7"]>, DwarfRegNum<[49]>;
 180   def F18_32 : RISCVReg32<18,"f18", ["fs2"]>, DwarfRegNum<[50]>;
 181   def F19_32 : RISCVReg32<19,"f19", ["fs3"]>, DwarfRegNum<[51]>;
 182   def F20_32 : RISCVReg32<20,"f20", ["fs4"]>, DwarfRegNum<[52]>;
 183   def F21_32 : RISCVReg32<21,"f21", ["fs5"]>, DwarfRegNum<[53]>;
 184   def F22_32 : RISCVReg32<22,"f22", ["fs6"]>, DwarfRegNum<[54]>;
 185   def F23_32 : RISCVReg32<23,"f23", ["fs7"]>, DwarfRegNum<[55]>;
 186   def F24_32 : RISCVReg32<24,"f24", ["fs8"]>, DwarfRegNum<[56]>;
 187   def F25_32 : RISCVReg32<25,"f25", ["fs9"]>, DwarfRegNum<[57]>;
 188   def F26_32 : RISCVReg32<26,"f26", ["fs10"]>, DwarfRegNum<[58]>;
 189   def F27_32 : RISCVReg32<27,"f27", ["fs11"]>, DwarfRegNum<[59]>;
 190   def F28_32 : RISCVReg32<28,"f28", ["ft8"]>, DwarfRegNum<[60]>;
 191   def F29_32 : RISCVReg32<29,"f29", ["ft9"]>, DwarfRegNum<[61]>;
 192   def F30_32 : RISCVReg32<30,"f30", ["ft10"]>, DwarfRegNum<[62]>;
 193   def F31_32 : RISCVReg32<31,"f31", ["ft11"]>, DwarfRegNum<[63]>;
 194
 195   foreach Index = 0-31 in {
 196     def F#Index#_64 : RISCVReg64<!cast<RISCVReg32>("F"#Index#"_32")>,
 197       DwarfRegNum<[!add(Index, 32)]>;
 198   }
 199 }
 200
 201 // The order of registers represents the preferred allocation sequence,
 202 // meaning caller-save regs are listed before callee-save.
 203 def FPR32 : RegisterClass<"RISCV", [f32], 32, (add
 204     (sequence "F%u_32", 0, 7),
 205     (sequence "F%u_32", 10, 17),
 206     (sequence "F%u_32", 28, 31),
 207     (sequence "F%u_32", 8, 9),
 208     (sequence "F%u_32", 18, 27)
 209 )>;
 210
 211 def FPR32C : RegisterClass<"RISCV", [f32], 32, (add
 212   (sequence "F%u_32", 10, 15),
 213   (sequence "F%u_32", 8, 9)
 214 )>;
 215
 216 // The order of registers represents the preferred allocation sequence,
 217 // meaning caller-save regs are listed before callee-save.
 218 def FPR64 : RegisterClass<"RISCV", [f64], 64, (add
 219     (sequence "F%u_64", 0, 7),
 220     (sequence "F%u_64", 10, 17),
 221     (sequence "F%u_64", 28, 31),
 222     (sequence "F%u_64", 8, 9),
 223     (sequence "F%u_64", 18, 27)
 224 )>;
 225
 226 def FPR64C : RegisterClass<"RISCV", [f64], 64, (add
 227   (sequence "F%u_64", 10, 15),
 228   (sequence "F%u_64", 8, 9)
 229 )>;