gcc/config/i386/constraints.md

   1 ;; Constraint definitions for IA-32 and x86-64.
   2 ;; Copyright (C) 2006-2024 Free Software Foundation, Inc.
   3 ;;
   4 ;; This file is part of GCC.
   5 ;;
   6 ;; GCC is free software; you can redistribute it and/or modify
   7 ;; it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8 ;; the Free Software Foundation; either version 3, or (at your option)
   9 ;; any later version.
  10 ;;
  11 ;; GCC is distributed in the hope that it will be useful,
  12 ;; but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13 ;; MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14 ;; GNU General Public License for more details.
  15 ;;
  16 ;; You should have received a copy of the GNU General Public License
  17 ;; along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
  18 ;; <http://www.gnu.org/licenses/>.
  19
  20 ;;; Unused letters:
  21 ;;;           H
  22 ;;;                             z
  23
  24 ;; Integer register constraints.
  25 ;; It is not necessary to define 'r' here.
  26 (define_register_constraint "R" "LEGACY_GENERAL_REGS"
  27  "Legacy register---the eight integer registers available on all
  28   i386 processors (@code{a}, @code{b}, @code{c}, @code{d},
  29   @code{si}, @code{di}, @code{bp}, @code{sp}).")
  30
  31 (define_register_constraint "q" "TARGET_64BIT ? GENERAL_REGS : Q_REGS"
  32  "Any register accessible as @code{@var{r}l}.  In 32-bit mode, @code{a},
  33   @code{b}, @code{c}, and @code{d}; in 64-bit mode, any integer register.")
  34
  35 (define_register_constraint "Q" "Q_REGS"
  36  "Any register accessible as @code{@var{r}h}: @code{a}, @code{b},
  37   @code{c}, and @code{d}.")
  38
  39 (define_register_constraint "l" "INDEX_REGS"
  40  "@internal Any register that can be used as the index in a base+index
  41   memory access: that is, any general register except the stack pointer.")
  42
  43 (define_register_constraint "a" "AREG"
  44  "The @code{a} register.")
  45
  46 (define_register_constraint "b" "BREG"
  47  "The @code{b} register.")
  48
  49 (define_register_constraint "c" "CREG"
  50  "The @code{c} register.")
  51
  52 (define_register_constraint "d" "DREG"
  53  "The @code{d} register.")
  54
  55 (define_register_constraint "S" "SIREG"
  56  "The @code{si} register.")
  57
  58 (define_register_constraint "D" "DIREG"
  59  "The @code{di} register.")
  60
  61 (define_register_constraint "A" "AD_REGS"
  62  "The @code{a} and @code{d} registers, as a pair (for instructions
  63   that return half the result in one and half in the other).")
  64
  65 (define_register_constraint "U" "CLOBBERED_REGS"
  66  "The call-clobbered integer registers.")
  67
  68 ;; Floating-point register constraints.
  69 (define_register_constraint "f"
  70  "TARGET_80387 || TARGET_FLOAT_RETURNS_IN_80387 ? FLOAT_REGS : NO_REGS"
  71  "Any 80387 floating-point (stack) register.")
  72
  73 (define_register_constraint "t"
  74  "TARGET_80387 || TARGET_FLOAT_RETURNS_IN_80387 ? FP_TOP_REG : NO_REGS"
  75  "Top of 80387 floating-point stack (@code{%st(0)}).")
  76
  77 (define_register_constraint "u"
  78  "TARGET_80387 || TARGET_FLOAT_RETURNS_IN_80387 ? FP_SECOND_REG : NO_REGS"
  79  "Second from top of 80387 floating-point stack (@code{%st(1)}).")
  80
  81 (define_register_constraint "Yk" "TARGET_AVX512F ? MASK_REGS : NO_REGS"
  82 "@internal Any mask register that can be used as predicate, i.e. k1-k7.")
  83
  84 (define_register_constraint "k" "TARGET_AVX512F ? ALL_MASK_REGS : NO_REGS"
  85 "@internal Any mask register.")
  86
  87 ;; Vector registers (also used for plain floating point nowadays).
  88 (define_register_constraint "y" "TARGET_MMX ? MMX_REGS : NO_REGS"
  89  "Any MMX register.")
  90
  91 (define_register_constraint "x" "TARGET_SSE ? SSE_REGS : NO_REGS"
  92  "Any SSE register.")
  93
  94 (define_register_constraint "v" "TARGET_SSE ? ALL_SSE_REGS : NO_REGS"
  95  "Any EVEX encodable SSE register (@code{%xmm0-%xmm31}).")
  96
  97 ;; We use the Y prefix to denote any number of conditional register sets:
  98 ;;  z   First SSE register.
  99 ;;  d   any EVEX encodable SSE register for AVX512DQ target or
 100 ;;      any SSE register for SSE4_1 target.
 101 ;;  p   Integer register when TARGET_PARTIAL_REG_STALL is disabled
 102 ;;  a   Integer register when zero extensions with AND are disabled
 103 ;;  b   Any register that can be used as the GOT base when calling
 104 ;;      ___tls_get_addr: that is, any general register except EAX
 105 ;;      and ESP, for -fno-plt if linker supports it.  Otherwise,
 106 ;;      EBX.
 107 ;;  f   x87 register when 80387 floating point arithmetic is enabled
 108 ;;  r   SSE regs not requiring REX prefix when prefixes avoidance is enabled
 109 ;;      and all SSE regs otherwise
 110 ;;  v   any EVEX encodable SSE register for AVX512VL target,
 111 ;;      otherwise any SSE register
 112 ;;  w   any EVEX encodable SSE register for AVX512BW with TARGET_AVX512VL
 113 ;;      target, otherwise any SSE register.
 114 ;;  W   any EVEX encodable SSE register for AVX512BW target,
 115 ;;      otherwise any SSE register.
 116
 117 (define_register_constraint "Yz" "TARGET_SSE ? SSE_FIRST_REG : NO_REGS"
 118  "First SSE register (@code{%xmm0}).")
 119
 120 (define_register_constraint "Yd"
 121  "TARGET_AVX512DQ ? ALL_SSE_REGS : TARGET_SSE4_1 ? SSE_REGS : NO_REGS"
 122  "@internal Any EVEX encodable SSE register (@code{%xmm0-%xmm31}) for AVX512DQ target or any SSE register for SSE4_1 target.")
 123
 124 (define_register_constraint "Yp"
 125  "TARGET_PARTIAL_REG_STALL ? NO_REGS : GENERAL_REGS"
 126  "@internal Any integer register when TARGET_PARTIAL_REG_STALL is disabled.")
 127
 128 (define_register_constraint "Ya"
 129  "TARGET_ZERO_EXTEND_WITH_AND && optimize_function_for_speed_p (cfun)
 130   ? NO_REGS : GENERAL_REGS"
 131  "@internal Any integer register when zero extensions with AND are disabled.")
 132
 133 (define_register_constraint "Yb"
 134  "(!flag_plt && HAVE_AS_IX86_TLS_GET_ADDR_GOT) ? TLS_GOTBASE_REGS : BREG"
 135  "@internal Any register that can be used as the GOT base when calling
 136   ___tls_get_addr: that is, any general register except @code{a} and
 137   @code{sp} registers, for -fno-plt if linker supports it.  Otherwise,
 138   @code{b} register.")
 139
 140 (define_register_constraint "Yf"
 141  "(ix86_fpmath & FPMATH_387) ? FLOAT_REGS : NO_REGS"
 142  "@internal Any x87 register when 80387 FP arithmetic is enabled.")
 143
 144 (define_register_constraint "Yr"
 145  "TARGET_SSE ? (TARGET_AVOID_4BYTE_PREFIXES ? NO_REX_SSE_REGS : ALL_SSE_REGS) : NO_REGS"
 146  "@internal Lower SSE register when avoiding REX prefix and all SSE registers otherwise.")
 147
 148 (define_register_constraint "Yv"
 149  "TARGET_AVX512VL ? ALL_SSE_REGS : TARGET_SSE ? SSE_REGS : NO_REGS"
 150  "@internal For AVX512VL, any EVEX encodable SSE register (@code{%xmm0-%xmm31}), otherwise any SSE register.")
 151
 152 (define_register_constraint "Yw"
 153  "TARGET_AVX512BW && TARGET_AVX512VL ? ALL_SSE_REGS : TARGET_SSE ? SSE_REGS : NO_REGS"
 154  "@internal Any EVEX encodable SSE register (@code{%xmm0-%xmm31}) for AVX512BW with TARGET_AVX512VL target, otherwise any SSE register.")
 155
 156 (define_register_constraint "YW"
 157  "TARGET_AVX512BW ? ALL_SSE_REGS : TARGET_SSE ? SSE_REGS : NO_REGS"
 158  "@internal Any EVEX encodable SSE register (@code{%xmm0-%xmm31}) for AVX512BW target, otherwise any SSE register.")
 159
 160 ;; We use the B prefix to denote any number of internal operands:
 161 ;;  f  FLAGS_REG
 162 ;;  g  GOT memory operand.
 163 ;;  m  Vector memory operand
 164 ;;  c  Constant memory operand
 165 ;;  k  TLS address that allows insn using non-integer registers
 166 ;;  n  Memory operand without REX prefix
 167 ;;  r  Broadcast memory operand
 168 ;;  s  Sibcall memory operand, not valid for TARGET_X32
 169 ;;  w  Call memory operand, not valid for TARGET_X32
 170 ;;  z  Constant call address operand.
 171 ;;  C  Integer SSE constant with all bits set operand.
 172 ;;  F  Floating-point SSE constant with all bits set operand.
 173 ;;  H  Integer SSE constant that is 128/256bit all ones
 174 ;;     and zero-extand to 256/512bit, or 128bit all ones
 175 ;;     and zero-extend to 512bit.
 176 ;;  M  x86-64 memory operand.
 177
 178 (define_constraint "Bf"
 179   "@internal Flags register operand."
 180   (match_operand 0 "flags_reg_operand"))
 181
 182 (define_constraint "Bg"
 183   "@internal GOT memory operand."
 184   (match_operand 0 "GOT_memory_operand"))
 185
 186 (define_special_memory_constraint "Bm"
 187   "@internal Vector memory operand."
 188   (match_operand 0 "vector_memory_operand"))
 189
 190 (define_memory_constraint "Bk"
 191   "@internal TLS address that allows insn using non-integer registers."
 192   (and (match_operand 0 "memory_operand")
 193        (not (match_test "ix86_gpr_tls_address_pattern_p (op)"))))
 194
 195 (define_special_memory_constraint "Bn"
 196   "@internal Memory operand without REX prefix."
 197   (and (match_operand 0 "memory_operand")
 198        (not (match_test "x86_extended_reg_mentioned_p (op)"))))
 199
 200 (define_special_memory_constraint "Br"
 201   "@internal bcst memory operand."
 202   (match_operand 0 "bcst_mem_operand"))
 203
 204 (define_constraint "Bs"
 205   "@internal Sibcall memory operand."
 206   (ior (and (not (match_test "TARGET_INDIRECT_BRANCH_REGISTER"))
 207             (not (match_test "TARGET_X32"))
 208             (match_operand 0 "sibcall_memory_operand"))
 209        (and (match_test "TARGET_X32")
 210             (match_test "Pmode == DImode")
 211             (match_operand 0 "GOT_memory_operand"))))
 212
 213 (define_constraint "Bw"
 214   "@internal Call memory operand."
 215   (ior (and (not (match_test "TARGET_INDIRECT_BRANCH_REGISTER"))
 216             (not (match_test "TARGET_X32"))
 217             (match_operand 0 "memory_operand"))
 218        (and (match_test "TARGET_X32")
 219             (match_test "Pmode == DImode")
 220             (match_operand 0 "GOT_memory_operand"))))
 221
 222 (define_constraint "Bz"
 223   "@internal Constant call address operand."
 224   (match_operand 0 "constant_call_address_operand"))
 225
 226 (define_constraint "BC"
 227   "@internal integer SSE constant with all bits set operand."
 228   (and (match_test "TARGET_SSE")
 229        (ior (match_test "op == constm1_rtx")
 230             (match_operand 0 "vector_all_ones_operand"))))
 231
 232 (define_constraint "BF"
 233   "@internal floating-point SSE constant with all bits set operand."
 234   (and (match_test "TARGET_SSE")
 235        (match_operand 0 "float_vector_all_ones_operand")))
 236
 237 (define_constraint "BH"
 238   "@internal integer constant with last half/quarter bits set operand."
 239   (ior (match_operand 0 "vector_all_ones_zero_extend_half_operand")
 240        (match_operand 0 "vector_all_ones_zero_extend_quarter_operand")))
 241
 242 ;; NB: Similar to 'm', but don't use define_memory_constraint on x86-64
 243 ;; to prevent LRA from converting the operand to the form '(mem (reg X))'
 244 ;; where X is a base register.
 245 (define_constraint "BM"
 246   "@internal x86-64 memory operand."
 247   (and (match_code "mem")
 248        (match_test "memory_address_addr_space_p (GET_MODE (op), XEXP (op, 0),
 249                                                  MEM_ADDR_SPACE (op))")))
 250
 251 ;; Integer constant constraints.
 252 (define_constraint "Wb"
 253   "Integer constant in the range 0 @dots{} 7, for 8-bit shifts."
 254   (and (match_code "const_int")
 255        (match_test "IN_RANGE (ival, 0, 7)")))
 256
 257 (define_constraint "Ww"
 258   "Integer constant in the range 0 @dots{} 15, for 16-bit shifts."
 259   (and (match_code "const_int")
 260        (match_test "IN_RANGE (ival, 0, 15)")))
 261
 262 (define_constraint "I"
 263   "Integer constant in the range 0 @dots{} 31, for 32-bit shifts."
 264   (and (match_code "const_int")
 265        (match_test "IN_RANGE (ival, 0, 31)")))
 266
 267 (define_constraint "J"
 268   "Integer constant in the range 0 @dots{} 63, for 64-bit shifts."
 269   (and (match_code "const_int")
 270        (match_test "IN_RANGE (ival, 0, 63)")))
 271
 272 (define_constraint "K"
 273   "Signed 8-bit integer constant."
 274   (and (match_code "const_int")
 275        (match_test "IN_RANGE (ival, -128, 127)")))
 276
 277 (define_constraint "L"
 278   "@code{0xFF}, @code{0xFFFF} or @code{0xFFFFFFFF}
 279    for AND as a zero-extending move."
 280   (and (match_code "const_int")
 281        (ior (match_test "ival == 0xff")
 282             (match_test "ival == 0xffff")
 283             (match_test "ival == HOST_WIDE_INT_C (0xffffffff)"))))
 284
 285 (define_constraint "M"
 286   "0, 1, 2, or 3 (shifts for the @code{lea} instruction)."
 287   (and (match_code "const_int")
 288        (match_test "IN_RANGE (ival, 0, 3)")))
 289
 290 (define_constraint "N"
 291   "Unsigned 8-bit integer constant (for @code{in} and @code{out}
 292    instructions)."
 293   (and (match_code "const_int")
 294        (match_test "IN_RANGE (ival, 0, 255)")))
 295
 296 (define_constraint "O"
 297   "@internal Integer constant in the range 0 @dots{} 127, for 128-bit shifts."
 298   (and (match_code "const_int")
 299        (match_test "IN_RANGE (ival, 0, 127)")))
 300
 301 ;; Floating-point constant constraints.
 302 ;; We allow constants even if TARGET_80387 isn't set, because the
 303 ;; stack register converter may need to load 0.0 into the function
 304 ;; value register (top of stack).
 305 (define_constraint "G"
 306   "Standard 80387 floating point constant."
 307   (and (match_code "const_double")
 308        (match_test "standard_80387_constant_p (op) > 0")))
 309
 310 ;; This can theoretically be any mode's CONST0_RTX.
 311 (define_constraint "C"
 312   "Constant zero operand."
 313   (ior (match_test "op == const0_rtx")
 314        (match_operand 0 "const0_operand")))
 315
 316 ;; Constant-or-symbol-reference constraints.
 317
 318 (define_constraint "e"
 319   "32-bit signed integer constant, or a symbolic reference known
 320    to fit that range (for immediate operands in sign-extending x86-64
 321    instructions)."
 322   (match_operand 0 "x86_64_immediate_operand"))
 323
 324 ;; We use W prefix to denote any number of
 325 ;; constant-or-symbol-reference constraints
 326
 327 (define_constraint "We"
 328   "32-bit signed integer constant, or a symbolic reference known
 329    to fit that range (for sign-extending conversion operations that
 330    require non-VOIDmode immediate operands)."
 331   (and (match_operand 0 "x86_64_immediate_operand")
 332        (match_test "mode != VOIDmode")))
 333
 334 (define_constraint "Wz"
 335   "32-bit unsigned integer constant, or a symbolic reference known
 336    to fit that range (for zero-extending conversion operations that
 337    require non-VOIDmode immediate operands)."
 338   (and (match_operand 0 "x86_64_zext_immediate_operand")
 339        (match_test "mode != VOIDmode")))
 340
 341 (define_constraint "Wd"
 342   "128-bit integer constant where both the high and low 64-bit word
 343    of it satisfies the e constraint."
 344   (match_operand 0 "x86_64_hilo_int_operand"))
 345
 346 (define_constraint "Wf"
 347   "32-bit signed integer constant zero extended from word size
 348    to double word size."
 349   (match_operand 0 "x86_64_dwzext_immediate_operand"))
 350
 351 (define_constraint "Ws"
 352   "A symbolic reference or label reference."
 353   (match_code "const,symbol_ref,label_ref"))
 354
 355 (define_constraint "Z"
 356   "32-bit unsigned integer constant, or a symbolic reference known
 357    to fit that range (for immediate operands in zero-extending x86-64
 358    instructions)."
 359   (match_operand 0 "x86_64_zext_immediate_operand"))
 360
 361 ;; T prefix is used for different address constraints
 362 ;;   v - VSIB address
 363 ;;   s - address with no segment register
 364 ;;   i - address with no index and no rip
 365 ;;   b - address with no base and no rip
 366
 367 (define_address_constraint "Tv"
 368   "VSIB address operand"
 369   (match_operand 0 "vsib_address_operand"))
 370
 371 (define_address_constraint "Ts"
 372   "Address operand without segment register"
 373   (match_operand 0 "address_no_seg_operand"))
 374
 375 ;; j prefix is used for APX operand constraints.
 376 ;;  <  Auto-dec memory operand without GPR32.
 377 ;;  >  Auto-inc memory operand without GPR32.
 378 ;;  a  Vector memory operand without GPR32.
 379 ;;  b  VSIB address operand without EGPR.
 380 ;;  c  Integer register.  GENERAL_GPR16 for TARGET_APX_EGPR and
 381 ;;     !TARGET_AVX, otherwise GENERAL_REGS.
 382 ;;  e  Memory operand for APX NDD ADD.
 383 ;;  j  Integer register.  GENERAL_GPR16 for TARGET_APX_EGPR, otherwise
 384 ;;     GENERAL_REGS.
 385 ;;  o  Offsetable memory operand without GPR32.
 386 ;;  p  General address operand without GPR32.
 387 ;;  m  Memory operand without GPR32.
 388 ;;  M  Memory operand, with APX NDD check.
 389 ;;  R  Integer register.  GENERAL_REGS.
 390 ;;  O  Offsettable memory operand, with APX NDD check.
 391 ;;  V  Non-offsetable memory operand without GPR32.
 392
 393 ;; Constraint that force to use EGPR, can only adopt to register class.
 394 (define_register_constraint  "jR" "GENERAL_REGS")
 395
 396 (define_register_constraint  "jr"
 397  "TARGET_APX_EGPR ? GENERAL_GPR16 : GENERAL_REGS")
 398
 399 (define_memory_constraint "jm"
 400   "@internal memory operand without GPR32."
 401   (and (match_operand 0 "memory_operand")
 402        (not (and (match_test "TARGET_APX_EGPR")
 403                  (match_test "x86_extended_rex2reg_mentioned_p (op)")))))
 404
 405 (define_constraint "j<"
 406   "@internal auto-dec memory operand without GPR32."
 407   (and (and (match_code "mem")
 408             (ior (match_test "GET_CODE (XEXP (op, 0)) == PRE_DEC")
 409                  (match_test "GET_CODE (XEXP (op, 0)) == POST_DEC")))
 410        (not (and (match_test "TARGET_APX_EGPR")
 411                  (match_test "x86_extended_rex2reg_mentioned_p (op)")))))
 412
 413 (define_constraint "j>"
 414   "@internal auto-inc memory operand without GPR32."
 415   (and (and (match_code "mem")
 416             (ior (match_test "GET_CODE (XEXP (op, 0)) == PRE_INC")
 417                  (match_test "GET_CODE (XEXP (op, 0)) == POST_INC")))
 418        (not (and (match_test "TARGET_APX_EGPR")
 419                  (match_test "x86_extended_rex2reg_mentioned_p (op)")))))
 420
 421 (define_memory_constraint "jo"
 422   "@internal offsetable memory operand without GPR32."
 423   (and (and (match_code "mem")
 424             (match_test "offsettable_nonstrict_memref_p (op)"))
 425        (not (and (match_test "TARGET_APX_EGPR")
 426                  (match_test "x86_extended_rex2reg_mentioned_p (op)")))))
 427
 428 (define_constraint "jV"
 429   "@internal non-offsetable memory operand without GPR32."
 430   (and (and (match_code "mem")
 431             (match_test "memory_address_addr_space_p (GET_MODE (op),
 432                                                       XEXP (op, 0),
 433                                                       MEM_ADDR_SPACE (op))")
 434             (not (match_test "offsettable_nonstrict_memref_p (op)")))
 435        (not (and (match_test "TARGET_APX_EGPR")
 436                  (match_test "x86_extended_rex2reg_mentioned_p (op)")))))
 437
 438 (define_address_constraint "jp"
 439   "@internal general address operand without GPR32"
 440   (and (match_test "address_operand (op, VOIDmode)")
 441        (not (and (match_test "TARGET_APX_EGPR")
 442                  (match_test "x86_extended_rex2reg_mentioned_p (op)")))))
 443
 444 (define_special_memory_constraint "ja"
 445   "@internal vector memory operand without GPR32."
 446   (and (match_operand 0 "vector_memory_operand")
 447        (not (and (match_test "TARGET_APX_EGPR")
 448                  (match_test "x86_extended_rex2reg_mentioned_p (op)")))))
 449
 450 (define_address_constraint "jb"
 451   "VSIB address operand without EGPR"
 452   (and (match_operand 0 "vsib_address_operand")
 453        (not (and (match_test "TARGET_APX_EGPR")
 454                  (match_test "x86_extended_rex2reg_mentioned_p (op)")))))
 455
 456 (define_register_constraint  "jc"
 457  "TARGET_APX_EGPR && !TARGET_AVX ? GENERAL_GPR16 : GENERAL_REGS")
 458
 459 (define_memory_constraint "je"
 460   "@internal Memory operand for APX NDD ADD."
 461   (match_operand 0 "apx_ndd_add_memory_operand"))
 462
 463 (define_memory_constraint "jM"
 464   "@internal Memory operand, with APX NDD check."
 465   (match_operand 0 "apx_ndd_memory_operand"))
 466
 467 (define_memory_constraint "jO"
 468   "@internal Offsettable memory operand, with APX NDD check."
 469   (and (match_operand 0 "apx_ndd_memory_operand")
 470            (match_test "offsettable_nonstrict_memref_p (op)")))