lib/Target/X86/X86InstrExtension.td

   1 //===-- X86InstrExtension.td - Sign and Zero Extensions ----*- 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 describes the sign and zero extension operations.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 let hasSideEffects = 0 in {
  15   let Defs = [AX], Uses = [AL] in // AX = signext(AL)
  16   def CBW : I<0x98, RawFrm, (outs), (ins),
  17               "{cbtw|cbw}", []>, OpSize16, Sched<[WriteALU]>;
  18   let Defs = [EAX], Uses = [AX] in // EAX = signext(AX)
  19   def CWDE : I<0x98, RawFrm, (outs), (ins),
  20               "{cwtl|cwde}", []>, OpSize32, Sched<[WriteALU]>;
  21
  22   let Defs = [AX,DX], Uses = [AX] in // DX:AX = signext(AX)
  23   def CWD : I<0x99, RawFrm, (outs), (ins),
  24               "{cwtd|cwd}", []>, OpSize16, Sched<[WriteALU]>;
  25   let Defs = [EAX,EDX], Uses = [EAX] in // EDX:EAX = signext(EAX)
  26   def CDQ : I<0x99, RawFrm, (outs), (ins),
  27               "{cltd|cdq}", []>, OpSize32, Sched<[WriteALU]>;
  28
  29
  30   let Defs = [RAX], Uses = [EAX] in // RAX = signext(EAX)
  31   def CDQE : RI<0x98, RawFrm, (outs), (ins),
  32                "{cltq|cdqe}", []>, Sched<[WriteALU]>;
  33
  34   let Defs = [RAX,RDX], Uses = [RAX] in // RDX:RAX = signext(RAX)
  35   def CQO  : RI<0x99, RawFrm, (outs), (ins),
  36                 "{cqto|cqo}", []>, Sched<[WriteALU]>;
  37 }
  38
  39 // Sign/Zero extenders
  40 let hasSideEffects = 0 in {
  41 def MOVSX16rr8 : I<0xBE, MRMSrcReg, (outs GR16:$dst), (ins GR8:$src),
  42                    "movs{bw|x}\t{$src, $dst|$dst, $src}", []>,
  43                    TB, OpSize16, Sched<[WriteALU]>;
  44 let mayLoad = 1 in
  45 def MOVSX16rm8 : I<0xBE, MRMSrcMem, (outs GR16:$dst), (ins i8mem:$src),
  46                    "movs{bw|x}\t{$src, $dst|$dst, $src}", []>,
  47                    TB, OpSize16, Sched<[WriteALULd]>;
  48 } // hasSideEffects = 0
  49 def MOVSX32rr8 : I<0xBE, MRMSrcReg, (outs GR32:$dst), (ins GR8:$src),
  50                    "movs{bl|x}\t{$src, $dst|$dst, $src}",
  51                    [(set GR32:$dst, (sext GR8:$src))]>, TB,
  52                    OpSize32, Sched<[WriteALU]>;
  53 def MOVSX32rm8 : I<0xBE, MRMSrcMem, (outs GR32:$dst), (ins i8mem :$src),
  54                    "movs{bl|x}\t{$src, $dst|$dst, $src}",
  55                    [(set GR32:$dst, (sextloadi32i8 addr:$src))]>, TB,
  56                    OpSize32, Sched<[WriteALULd]>;
  57 def MOVSX32rr16: I<0xBF, MRMSrcReg, (outs GR32:$dst), (ins GR16:$src),
  58                    "movs{wl|x}\t{$src, $dst|$dst, $src}",
  59                    [(set GR32:$dst, (sext GR16:$src))]>, TB,
  60                    OpSize32, Sched<[WriteALU]>;
  61 def MOVSX32rm16: I<0xBF, MRMSrcMem, (outs GR32:$dst), (ins i16mem:$src),
  62                    "movs{wl|x}\t{$src, $dst|$dst, $src}",
  63                    [(set GR32:$dst, (sextloadi32i16 addr:$src))]>,
  64                    OpSize32, TB, Sched<[WriteALULd]>;
  65
  66 let hasSideEffects = 0 in {
  67 def MOVZX16rr8 : I<0xB6, MRMSrcReg, (outs GR16:$dst), (ins GR8:$src),
  68                    "movz{bw|x}\t{$src, $dst|$dst, $src}", []>,
  69                    TB, OpSize16, Sched<[WriteALU]>;
  70 let mayLoad = 1 in
  71 def MOVZX16rm8 : I<0xB6, MRMSrcMem, (outs GR16:$dst), (ins i8mem:$src),
  72                    "movz{bw|x}\t{$src, $dst|$dst, $src}", []>,
  73                    TB, OpSize16, Sched<[WriteALULd]>;
  74 } // hasSideEffects = 0
  75 def MOVZX32rr8 : I<0xB6, MRMSrcReg, (outs GR32:$dst), (ins GR8 :$src),
  76                    "movz{bl|x}\t{$src, $dst|$dst, $src}",
  77                    [(set GR32:$dst, (zext GR8:$src))]>, TB,
  78                    OpSize32, Sched<[WriteALU]>;
  79 def MOVZX32rm8 : I<0xB6, MRMSrcMem, (outs GR32:$dst), (ins i8mem :$src),
  80                    "movz{bl|x}\t{$src, $dst|$dst, $src}",
  81                    [(set GR32:$dst, (zextloadi32i8 addr:$src))]>, TB,
  82                    OpSize32, Sched<[WriteALULd]>;
  83 def MOVZX32rr16: I<0xB7, MRMSrcReg, (outs GR32:$dst), (ins GR16:$src),
  84                    "movz{wl|x}\t{$src, $dst|$dst, $src}",
  85                    [(set GR32:$dst, (zext GR16:$src))]>, TB,
  86                    OpSize32, Sched<[WriteALU]>;
  87 def MOVZX32rm16: I<0xB7, MRMSrcMem, (outs GR32:$dst), (ins i16mem:$src),
  88                    "movz{wl|x}\t{$src, $dst|$dst, $src}",
  89                    [(set GR32:$dst, (zextloadi32i16 addr:$src))]>,
  90                    TB, OpSize32, Sched<[WriteALULd]>;
  91
  92 // These instructions exist as a consequence of operand size prefix having
  93 // control of the destination size, but not the input size. Only support them
  94 // for the disassembler.
  95 let isCodeGenOnly = 1, ForceDisassemble = 1, hasSideEffects = 0 in {
  96 def MOVSX16rr16: I<0xBF, MRMSrcReg, (outs GR16:$dst), (ins GR16:$src),
  97                    "movs{ww|x}\t{$src, $dst|$dst, $src}",
  98                    []>, TB, OpSize16, Sched<[WriteALU]>, NotMemoryFoldable;
  99 def MOVZX16rr16: I<0xB7, MRMSrcReg, (outs GR16:$dst), (ins GR16:$src),
 100                    "movz{ww|x}\t{$src, $dst|$dst, $src}",
 101                    []>, TB, OpSize16, Sched<[WriteALU]>, NotMemoryFoldable;
 102 let mayLoad = 1 in {
 103 def MOVSX16rm16: I<0xBF, MRMSrcMem, (outs GR16:$dst), (ins i16mem:$src),
 104                    "movs{ww|x}\t{$src, $dst|$dst, $src}",
 105                    []>, OpSize16, TB, Sched<[WriteALULd]>, NotMemoryFoldable;
 106 def MOVZX16rm16: I<0xB7, MRMSrcMem, (outs GR16:$dst), (ins i16mem:$src),
 107                    "movz{ww|x}\t{$src, $dst|$dst, $src}",
 108                    []>, TB, OpSize16, Sched<[WriteALULd]>, NotMemoryFoldable;
 109 } // mayLoad = 1
 110 } // isCodeGenOnly = 1, ForceDisassemble = 1, hasSideEffects = 0
 111
 112 // These are the same as the regular MOVZX32rr8 and MOVZX32rm8
 113 // except that they use GR32_NOREX for the output operand register class
 114 // instead of GR32. This allows them to operate on h registers on x86-64.
 115 let hasSideEffects = 0, isCodeGenOnly = 1 in {
 116 def MOVZX32rr8_NOREX : I<0xB6, MRMSrcReg,
 117                          (outs GR32_NOREX:$dst), (ins GR8_NOREX:$src),
 118                          "movz{bl|x}\t{$src, $dst|$dst, $src}",
 119                          []>, TB, OpSize32, Sched<[WriteALU]>;
 120 let mayLoad = 1 in
 121 def MOVZX32rm8_NOREX : I<0xB6, MRMSrcMem,
 122                          (outs GR32_NOREX:$dst), (ins i8mem_NOREX:$src),
 123                          "movz{bl|x}\t{$src, $dst|$dst, $src}",
 124                          []>, TB, OpSize32, Sched<[WriteALULd]>;
 125
 126 def MOVSX32rr8_NOREX : I<0xBE, MRMSrcReg,
 127                          (outs GR32_NOREX:$dst), (ins GR8_NOREX:$src),
 128                          "movs{bl|x}\t{$src, $dst|$dst, $src}",
 129                          []>, TB, OpSize32, Sched<[WriteALU]>;
 130 let mayLoad = 1 in
 131 def MOVSX32rm8_NOREX : I<0xBE, MRMSrcMem,
 132                          (outs GR32_NOREX:$dst), (ins i8mem_NOREX:$src),
 133                          "movs{bl|x}\t{$src, $dst|$dst, $src}",
 134                          []>, TB, OpSize32, Sched<[WriteALULd]>;
 135 }
 136
 137 // MOVSX64rr8 always has a REX prefix and it has an 8-bit register
 138 // operand, which makes it a rare instruction with an 8-bit register
 139 // operand that can never access an h register. If support for h registers
 140 // were generalized, this would require a special register class.
 141 def MOVSX64rr8 : RI<0xBE, MRMSrcReg, (outs GR64:$dst), (ins GR8 :$src),
 142                     "movs{bq|x}\t{$src, $dst|$dst, $src}",
 143                     [(set GR64:$dst, (sext GR8:$src))]>, TB,
 144                     Sched<[WriteALU]>;
 145 def MOVSX64rm8 : RI<0xBE, MRMSrcMem, (outs GR64:$dst), (ins i8mem :$src),
 146                     "movs{bq|x}\t{$src, $dst|$dst, $src}",
 147                     [(set GR64:$dst, (sextloadi64i8 addr:$src))]>,
 148                     TB, Sched<[WriteALULd]>;
 149 def MOVSX64rr16: RI<0xBF, MRMSrcReg, (outs GR64:$dst), (ins GR16:$src),
 150                     "movs{wq|x}\t{$src, $dst|$dst, $src}",
 151                     [(set GR64:$dst, (sext GR16:$src))]>, TB,
 152                     Sched<[WriteALU]>;
 153 def MOVSX64rm16: RI<0xBF, MRMSrcMem, (outs GR64:$dst), (ins i16mem:$src),
 154                     "movs{wq|x}\t{$src, $dst|$dst, $src}",
 155                     [(set GR64:$dst, (sextloadi64i16 addr:$src))]>,
 156                     TB, Sched<[WriteALULd]>;
 157 def MOVSX64rr32: RI<0x63, MRMSrcReg, (outs GR64:$dst), (ins GR32:$src),
 158                     "movs{lq|xd}\t{$src, $dst|$dst, $src}",
 159                     [(set GR64:$dst, (sext GR32:$src))]>,
 160                     Sched<[WriteALU]>, Requires<[In64BitMode]>;
 161 def MOVSX64rm32: RI<0x63, MRMSrcMem, (outs GR64:$dst), (ins i32mem:$src),
 162                     "movs{lq|xd}\t{$src, $dst|$dst, $src}",
 163                     [(set GR64:$dst, (sextloadi64i32 addr:$src))]>,
 164                     Sched<[WriteALULd]>, Requires<[In64BitMode]>;
 165
 166 // movzbq and movzwq encodings for the disassembler
 167 let hasSideEffects = 0 in {
 168 def MOVZX64rr8 : RI<0xB6, MRMSrcReg, (outs GR64:$dst), (ins GR8:$src),
 169                      "movz{bq|x}\t{$src, $dst|$dst, $src}", []>,
 170                      TB, Sched<[WriteALU]>;
 171 let mayLoad = 1 in
 172 def MOVZX64rm8 : RI<0xB6, MRMSrcMem, (outs GR64:$dst), (ins i8mem:$src),
 173                      "movz{bq|x}\t{$src, $dst|$dst, $src}", []>,
 174                      TB, Sched<[WriteALULd]>;
 175 def MOVZX64rr16 : RI<0xB7, MRMSrcReg, (outs GR64:$dst), (ins GR16:$src),
 176                      "movz{wq|x}\t{$src, $dst|$dst, $src}", []>,
 177                      TB, Sched<[WriteALU]>;
 178 let mayLoad = 1 in
 179 def MOVZX64rm16 : RI<0xB7, MRMSrcMem, (outs GR64:$dst), (ins i16mem:$src),
 180                      "movz{wq|x}\t{$src, $dst|$dst, $src}", []>,
 181                      TB, Sched<[WriteALULd]>;
 182 }
 183
 184 // 64-bit zero-extension patterns use SUBREG_TO_REG and an operation writing a
 185 // 32-bit register.
 186 def : Pat<(i64 (zext GR8:$src)),
 187           (SUBREG_TO_REG (i64 0), (MOVZX32rr8 GR8:$src), sub_32bit)>;
 188 def : Pat<(zextloadi64i8 addr:$src),
 189           (SUBREG_TO_REG (i64 0), (MOVZX32rm8 addr:$src), sub_32bit)>;
 190
 191 def : Pat<(i64 (zext GR16:$src)),
 192           (SUBREG_TO_REG (i64 0), (MOVZX32rr16 GR16:$src), sub_32bit)>;
 193 def : Pat<(zextloadi64i16 addr:$src),
 194           (SUBREG_TO_REG (i64 0), (MOVZX32rm16 addr:$src), sub_32bit)>;
 195
 196 // The preferred way to do 32-bit-to-64-bit zero extension on x86-64 is to use a
 197 // SUBREG_TO_REG to utilize implicit zero-extension, however this isn't possible
 198 // when the 32-bit value is defined by a truncate or is copied from something
 199 // where the high bits aren't necessarily all zero. In such cases, we fall back
 200 // to these explicit zext instructions.
 201 def : Pat<(i64 (zext GR32:$src)),
 202           (SUBREG_TO_REG (i64 0), (MOV32rr GR32:$src), sub_32bit)>;
 203 def : Pat<(i64 (zextloadi64i32 addr:$src)),
 204           (SUBREG_TO_REG (i64 0), (MOV32rm addr:$src), sub_32bit)>;