mono/mini/cpu-arm64.md

   1 # Copyright 2011-2013 Xamarin, Inc (http://www.xamarin.com)
   2 # Copyright 2003-2011 Novell, Inc (http://www.novell.com)
   3 # arm64 cpu description file
   4 # this file is read by genmdesc to pruduce a table with all the relevant information
   5 # about the cpu instructions that may be used by the regsiter allocator, the scheduler
   6 # and other parts of the arch-dependent part of mini.
   7 #
   8 # An opcode name is followed by a colon and optional specifiers.
   9 # A specifier has a name, a colon and a value. Specifiers are separated by white space.
  10 # Here is a description of the specifiers valid for this file and their possible values.
  11 #
  12 # dest:register       describes the destination register of an instruction
  13 # src1:register       describes the first source register of an instruction
  14 # src2:register       describes the second source register of an instruction
  15 #
  16 # register may have the following values:
  17 #       i  integer register
  18 #       a  r3 register (output from calls)
  19 #       b  base register (used in address references)
  20 #       f  floating point register
  21 #       g  floating point register returned in r0:r1 for soft-float mode
  22 #
  23 # len:number         describe the maximun length in bytes of the instruction
  24 # number is a positive integer
  25 #
  26 # cost:number        describe how many cycles are needed to complete the instruction (unused)
  27 #
  28 # clob:spec          describe if the instruction clobbers registers or has special needs
  29 #
  30 # spec can be one of the following characters:
  31 #       c  clobbers caller-save registers
  32 #       r  'reserves' the destination register until a later instruction unreserves it
  33 #          used mostly to set output registers in function calls
  34 #
  35 # flags:spec        describe if the instruction uses or sets the flags (unused)
  36 #
  37 # spec can be one of the following chars:
  38 #       s  sets the flags
  39 #       u  uses the flags
  40 #       m  uses and modifies the flags
  41 #
  42 # res:spec          describe what units are used in the processor (unused)
  43 #
  44 # delay:            describe delay slots (unused)
  45 #
  46 # the required specifiers are: len, clob (if registers are clobbered), the registers
  47 # specifiers if the registers are actually used, flags (when scheduling is implemented).
  48 #
  49 # See the code in mini-x86.c for more details on how the specifiers are used.
  50 #
  51 nop: len:4
  52 relaxed_nop: len:4
  53 break: len:20
  54 jmp: len:92
  55 br: len:16
  56 switch: src1:i len:12
  57 # See the comment in resume_from_signal_handler, we can't copy the fp regs from sigctx to MonoContext on linux,
  58 # since the corresponding sigctx structures are not well defined.
  59 seq_point: len:40 clob:c
  60 il_seq_point: len:0
  61
  62 throw: src1:i len:24
  63 rethrow: src1:i len:20
  64 start_handler: len:32
  65 endfinally: len:32
  66 call_handler: len:16 clob:c
  67 endfilter: src1:i len:32
  68 get_ex_obj: dest:i len:16
  69
  70 ckfinite: dest:f src1:f len:64
  71 ceq: dest:i len:12
  72 cgt: dest:i len:12
  73 cgt.un: dest:i len:12
  74 clt: dest:i len:12
  75 clt.un: dest:i len:12
  76 localloc: dest:i src1:i len:96
  77 compare: src1:i src2:i len:4
  78 compare_imm: src1:i len:20
  79 fcompare: src1:f src2:f len:12
  80 rcompare: src1:f src2:f len:12
  81 oparglist: src1:i len:12
  82 setlret: src1:i src2:i len:12
  83 checkthis: src1:b len:4
  84 call: dest:a clob:c len:32
  85 call_reg: dest:a src1:i len:32 clob:c
  86 call_membase: dest:a src1:b len:32 clob:c
  87 voidcall: len:32 clob:c
  88 voidcall_reg: src1:i len:32 clob:c
  89 voidcall_membase: src1:b len:32 clob:c
  90 fcall: dest:f len:32 clob:c
  91 fcall_reg: dest:f src1:i len:32 clob:c
  92 fcall_membase: dest:f src1:b len:32 clob:c
  93 rcall: dest:f len:32 clob:c
  94 rcall_reg: dest:f src1:i len:32 clob:c
  95 rcall_membase: dest:f src1:b len:32 clob:c
  96 lcall: dest:l len:32 clob:c
  97 lcall_reg: dest:l src1:i len:32 clob:c
  98 lcall_membase: dest:l src1:b len:32 clob:c
  99 vcall: len:32 clob:c
 100 vcall_reg: src1:i len:32 clob:c
 101 vcall_membase: src1:b len:32 clob:c
 102 tailcall: len:64 clob:c
 103 iconst: dest:i len:16
 104 r4const: dest:f len:24
 105 r8const: dest:f len:20
 106 label: len:0
 107 store_membase_imm: dest:b len:20
 108 store_membase_reg: dest:b src1:i len:20
 109 storei1_membase_imm: dest:b len:20
 110 storei1_membase_reg: dest:b src1:i len:12
 111 storei2_membase_imm: dest:b len:20
 112 storei2_membase_reg: dest:b src1:i len:12
 113 storei4_membase_imm: dest:b len:20
 114 storei4_membase_reg: dest:b src1:i len:20
 115 storer4_membase_reg: dest:b src1:f len:20
 116 storer8_membase_reg: dest:b src1:f len:24
 117 store_memindex: dest:b src1:i src2:i len:4
 118 storei1_memindex: dest:b src1:i src2:i len:4
 119 storei2_memindex: dest:b src1:i src2:i len:4
 120 storei4_memindex: dest:b src1:i src2:i len:4
 121 load_membase: dest:i src1:b len:20
 122 loadi1_membase: dest:i src1:b len:32
 123 loadu1_membase: dest:i src1:b len:32
 124 loadi2_membase: dest:i src1:b len:32
 125 loadu2_membase: dest:i src1:b len:32
 126 loadi4_membase: dest:i src1:b len:32
 127 loadu4_membase: dest:i src1:b len:32
 128 loadr4_membase: dest:f src1:b len:32
 129 loadr8_membase: dest:f src1:b len:32
 130 load_memindex: dest:i src1:b src2:i len:4
 131 loadi1_memindex: dest:i src1:b src2:i len:4
 132 loadu1_memindex: dest:i src1:b src2:i len:4
 133 loadi2_memindex: dest:i src1:b src2:i len:4
 134 loadu2_memindex: dest:i src1:b src2:i len:4
 135 loadi4_memindex: dest:i src1:b src2:i len:4
 136 loadu4_memindex: dest:i src1:b src2:i len:4
 137 loadu4_mem: dest:i len:8
 138 move: dest:i src1:i len:4
 139 fmove: dest:f src1:f len:4
 140 rmove: dest:f src1:f len:4
 141 move_f_to_i4: dest:i src1:f len:8
 142 move_i4_to_f: dest:f src1:i len:8
 143 move_f_to_i8: dest:i src1:f len:4
 144 move_i8_to_f: dest:f src1:i len:4
 145 add_imm: dest:i src1:i len:12
 146 sub_imm: dest:i src1:i len:12
 147 mul_imm: dest:i src1:i len:12
 148 and_imm: dest:i src1:i len:12
 149 or_imm: dest:i src1:i len:12
 150 xor_imm: dest:i src1:i len:12
 151 shl_imm: dest:i src1:i len:8
 152 shr_imm: dest:i src1:i len:8
 153 shr_un_imm: dest:i src1:i len:8
 154 cond_exc_eq: len:8
 155 cond_exc_ne_un: len:8
 156 cond_exc_lt: len:8
 157 cond_exc_lt_un: len:8
 158 cond_exc_gt: len:8
 159 cond_exc_gt_un: len:8
 160 cond_exc_ge: len:8
 161 cond_exc_ge_un: len:8
 162 cond_exc_le: len:8
 163 cond_exc_le_un: len:8
 164 cond_exc_ov: len:12
 165 cond_exc_no: len:8
 166 cond_exc_c: len:12
 167 cond_exc_nc: len:8
 168 #float_beq: src1:f src2:f len:20
 169 #float_bne_un: src1:f src2:f len:20
 170 #float_blt: src1:f src2:f len:20
 171 #float_blt_un: src1:f src2:f len:20
 172 #float_bgt: src1:f src2:f len:20
 173 #float_bgt_un: src1:f src2:f len:20
 174 #float_bge: src1:f src2:f len:20
 175 #float_bge_un: src1:f src2:f len:20
 176 #float_ble: src1:f src2:f len:20
 177 #float_ble_un: src1:f src2:f len:20
 178 float_add: dest:f src1:f src2:f len:4
 179 float_sub: dest:f src1:f src2:f len:4
 180 float_mul: dest:f src1:f src2:f len:4
 181 float_div: dest:f src1:f src2:f len:4
 182 float_div_un: dest:f src1:f src2:f len:4
 183 float_rem: dest:f src1:f src2:f len:16
 184 float_rem_un: dest:f src1:f src2:f len:16
 185 float_neg: dest:f src1:f len:4
 186 float_not: dest:f src1:f len:4
 187 float_conv_to_i1: dest:i src1:f len:40
 188 float_conv_to_i2: dest:i src1:f len:40
 189 float_conv_to_i4: dest:i src1:f len:40
 190 float_conv_to_i8: dest:l src1:f len:40
 191 float_conv_to_r4: dest:f src1:f len:8
 192 float_conv_to_u4: dest:i src1:f len:40
 193 float_conv_to_u8: dest:l src1:f len:40
 194 float_conv_to_u2: dest:i src1:f len:40
 195 float_conv_to_u1: dest:i src1:f len:40
 196 float_conv_to_i: dest:i src1:f len:40
 197 float_ceq: dest:i src1:f src2:f len:16
 198 float_cgt: dest:i src1:f src2:f len:16
 199 float_cgt_un: dest:i src1:f src2:f len:20
 200 float_clt: dest:i src1:f src2:f len:16
 201 float_clt_un: dest:i src1:f src2:f len:20
 202 float_cneq: dest:i src1:f src2:f len:20
 203 float_cge: dest:i src1:f src2:f len:20
 204 float_cle: dest:i src1:f src2:f len:20
 205 float_conv_to_u: dest:i src1:f len:36
 206 setfret: src1:f len:12
 207
 208 # R4 opcodes
 209 r4_conv_to_i1: dest:i src1:f len:8
 210 r4_conv_to_u1: dest:i src1:f len:8
 211 r4_conv_to_i2: dest:i src1:f len:8
 212 r4_conv_to_u2: dest:i src1:f len:8
 213 r4_conv_to_i4: dest:i src1:f len:8
 214 r4_conv_to_u4: dest:i src1:f len:8
 215 r4_conv_to_i8: dest:l src1:f len:8
 216 r4_conv_to_u8: dest:l src1:f len:8
 217 r4_conv_to_r4: dest:f src1:f len:4
 218 r4_conv_to_r8: dest:f src1:f len:4
 219 r4_add: dest:f src1:f src2:f len:4
 220 r4_sub: dest:f src1:f src2:f len:4
 221 r4_mul: dest:f src1:f src2:f len:4
 222 r4_div: dest:f src1:f src2:f len:4
 223 r4_rem: dest:f src1:f src2:f len:16
 224 r4_neg: dest:f src1:f len:4
 225 r4_ceq: dest:i src1:f src2:f len:16
 226 r4_cgt: dest:i src1:f src2:f len:16
 227 r4_cgt_un: dest:i src1:f src2:f len:20
 228 r4_clt: dest:i src1:f src2:f len:16
 229 r4_clt_un: dest:i src1:f src2:f len:20
 230 r4_cneq: dest:i src1:f src2:f len:20
 231 r4_cge: dest:i src1:f src2:f len:20
 232 r4_cle: dest:i src1:f src2:f len:20
 233
 234 aot_const: dest:i len:16
 235 objc_get_selector: dest:i len:32
 236 sqrt: dest:f src1:f len:4
 237 adc: dest:i src1:i src2:i len:4
 238 addcc: dest:i src1:i src2:i len:4
 239 subcc: dest:i src1:i src2:i len:4
 240 adc_imm: dest:i src1:i len:12
 241 addcc_imm: dest:i src1:i len:12
 242 subcc_imm: dest:i src1:i len:12
 243 sbb: dest:i src1:i src2:i len:4
 244 sbb_imm: dest:i src1:i len:12
 245 br_reg: src1:i len:8
 246 bigmul: len:8 dest:l src1:i src2:i
 247 bigmul_un: len:8 dest:l src1:i src2:i
 248 tls_get: dest:i len:32
 249 tls_get_reg: dest:i src1:i len:32
 250 tls_set: src1:i len:32
 251 tls_set_reg: src1:i src2:i len:32
 252
 253 # 32 bit opcodes
 254 int_add: dest:i src1:i src2:i len:4
 255 int_sub: dest:i src1:i src2:i len:4
 256 int_mul: dest:i src1:i src2:i len:4
 257 int_div: dest:i src1:i src2:i len:72
 258 int_div_un: dest:i src1:i src2:i len:72
 259 int_rem: dest:i src1:i src2:i len:72
 260 int_rem_un: dest:i src1:i src2:i len:72
 261 int_and: dest:i src1:i src2:i len:4
 262 int_or: dest:i src1:i src2:i len:4
 263 int_xor: dest:i src1:i src2:i len:4
 264 int_shl: dest:i src1:i src2:i len:4
 265 int_shr: dest:i src1:i src2:i len:4
 266 int_shr_un: dest:i src1:i src2:i len:4
 267 int_neg: dest:i src1:i len:4
 268 int_not: dest:i src1:i len:4
 269 int_conv_to_i1: dest:i src1:i len:8
 270 int_conv_to_i2: dest:i src1:i len:8
 271 int_conv_to_i4: dest:i src1:i len:4
 272 int_conv_to_r4: dest:f src1:i len:36
 273 int_conv_to_r8: dest:f src1:i len:36
 274 int_conv_to_u4: dest:i src1:i
 275 int_conv_to_r_un: dest:f src1:i len:56
 276 int_conv_to_u2: dest:i src1:i len:8
 277 int_conv_to_u1: dest:i src1:i len:4
 278 int_beq: len:16
 279 int_bge: len:16
 280 int_bgt: len:16
 281 int_ble: len:16
 282 int_blt: len:16
 283 int_bne_un: len:16
 284 int_bge_un: len:16
 285 int_bgt_un: len:16
 286 int_ble_un: len:16
 287 int_blt_un: len:16
 288 int_add_ovf: dest:i src1:i src2:i len:16
 289 int_add_ovf_un: dest:i src1:i src2:i len:16
 290 int_mul_ovf: dest:i src1:i src2:i len:16
 291 int_mul_ovf_un: dest:i src1:i src2:i len:16
 292 int_sub_ovf: dest:i src1:i src2:i len:16
 293 int_sub_ovf_un: dest:i src1:i src2:i len:16
 294 add_ovf_carry: dest:i src1:i src2:i len:16
 295 sub_ovf_carry: dest:i src1:i src2:i len:16
 296 add_ovf_un_carry: dest:i src1:i src2:i len:16
 297 sub_ovf_un_carry: dest:i src1:i src2:i len:16
 298
 299 arm_rsbs_imm: dest:i src1:i len:4
 300 arm_rsc_imm: dest:i src1:i len:4
 301
 302 # Linear IR opcodes
 303 dummy_use: src1:i len:0
 304 dummy_store: len:0
 305 not_reached: len:0
 306 not_null: src1:i len:0
 307
 308 int_adc: dest:i src1:i src2:i len:4
 309 int_addcc: dest:i src1:i src2:i len:4
 310 int_subcc: dest:i src1:i src2:i len:4
 311 int_sbb: dest:i src1:i src2:i len:4
 312 int_adc_imm: dest:i src1:i len:12
 313 int_sbb_imm: dest:i src1:i len:12
 314
 315 int_add_imm: dest:i src1:i len:12
 316 int_sub_imm: dest:i src1:i len:12
 317 int_mul_imm: dest:i src1:i len:12
 318 int_div_imm: dest:i src1:i len:20
 319 int_div_un_imm: dest:i src1:i len:12
 320 int_rem_imm: dest:i src1:i len:28
 321 int_rem_un_imm: dest:i src1:i len:16
 322 int_and_imm: dest:i src1:i len:12
 323 int_or_imm: dest:i src1:i len:12
 324 int_xor_imm: dest:i src1:i len:12
 325 int_shl_imm: dest:i src1:i len:8
 326 int_shr_imm: dest:i src1:i len:8
 327 int_shr_un_imm: dest:i src1:i len:8
 328
 329 int_ceq: dest:i len:12
 330 int_cgt: dest:i len:12
 331 int_cgt_un: dest:i len:12
 332 int_clt: dest:i len:12
 333 int_clt_un: dest:i len:12
 334
 335 int_cneq: dest:i len:12
 336 int_cge: dest:i len:12
 337 int_cle: dest:i len:12
 338 int_cge_un: dest:i len:12
 339 int_cle_un: dest:i len:12
 340
 341 cond_exc_ieq: len:16
 342 cond_exc_ine_un: len:16
 343 cond_exc_ilt: len:16
 344 cond_exc_ilt_un: len:16
 345 cond_exc_igt: len:16
 346 cond_exc_igt_un: len:16
 347 cond_exc_ige: len:16
 348 cond_exc_ige_un: len:16
 349 cond_exc_ile: len:16
 350 cond_exc_ile_un: len:16
 351 cond_exc_iov: len:20
 352 cond_exc_ino: len:16
 353 cond_exc_ic: len:20
 354 cond_exc_inc: len:16
 355
 356 icompare: src1:i src2:i len:4
 357 icompare_imm: src1:i len:12
 358
 359 long_conv_to_ovf_i4_2: dest:i src1:i src2:i len:36
 360
 361 vcall2: len:40 clob:c
 362 vcall2_reg: src1:i len:40 clob:c
 363 vcall2_membase: src1:b len:40 clob:c
 364 dyn_call: src1:i src2:i len:192 clob:c
 365
 366 # This is different from the original JIT opcodes
 367 float_beq: len:32
 368 float_bne_un: len:32
 369 float_blt: len:32
 370 float_blt_un: len:32
 371 float_bgt: len:32
 372 float_bgt_un: len:32
 373 float_bge: len:32
 374 float_bge_un: len:32
 375 float_ble: len:32
 376 float_ble_un: len:32
 377
 378 liverange_start: len:0
 379 liverange_end: len:0
 380 gc_liveness_def: len:0
 381 gc_liveness_use: len:0
 382 gc_spill_slot_liveness_def: len:0
 383 gc_param_slot_liveness_def: len:0
 384
 385 # 64 bit opcodes
 386 i8const: dest:i len:16
 387 sext_i4: dest:i src1:i len:4
 388 zext_i4: dest:i src1:i len:4
 389 jump_table: dest:i len:16
 390 long_add: dest:i src1:i src2:i len:4
 391 long_sub: dest:i src1:i src2:i len:4
 392 long_mul: dest:i src1:i src2:i len:4
 393 long_div: dest:i src1:i src2:i len:80
 394 long_div_un: dest:i src1:i src2:i len:64
 395 long_rem: dest:i src1:i src2:i len:80
 396 long_rem_un: dest:i src1:i src2:i len:64
 397 long_and: dest:i src1:i src2:i len:4
 398 long_or: dest:i src1:i src2:i len:4
 399 long_xor: dest:i src1:i src2:i len:4
 400 long_shl: dest:i src1:i src2:i len:4
 401 long_shr: dest:i src1:i src2:i len:4
 402 long_shr_un: dest:i src1:i src2:i len:4
 403 long_neg: dest:i src1:i len:4
 404 long_not: dest:i src1:i len:4
 405 long_add_imm: dest:i src1:i len:12
 406 long_sub_imm: dest:i src1:i len:12
 407 long_mul_imm: dest:i src1:i len:12
 408 long_and_imm: dest:i src1:i len:12
 409 long_or_imm: dest:i src1:i len:12
 410 long_xor_imm: dest:i src1:i len:12
 411 long_shl_imm: dest:i src1:i len:12
 412 long_shr_imm: dest:i src1:i len:12
 413 long_shr_un_imm: dest:i src1:i len:12
 414 long_add_ovf: dest:i src1:i src2:i len:16
 415 long_add_ovf_un: dest:i src1:i src2:i len:16
 416 long_mul_ovf: dest:i src1:i src2:i len:16
 417 long_mul_ovf_un: dest:i src1:i src2:i len:16
 418 long_sub_ovf: dest:i src1:i src2:i len:16
 419 long_sub_ovf_un: dest:i src1:i src2:i len:16
 420 lcompare: src1:i src2:i len:4
 421 lcompare_imm: src1:i len:20
 422 long_beq: len:4
 423 long_bge: len:4
 424 long_bgt: len:4
 425 long_ble: len:4
 426 long_blt: len:4
 427 long_bne_un: len:4
 428 long_bge_un: len:4
 429 long_bgt_un: len:4
 430 long_ble_un: len:4
 431 long_blt_un: len:4
 432 long_ceq: dest:i len:12
 433 long_cgt: dest:i len:12
 434 long_cgt_un: dest:i len:12
 435 long_clt: dest:i len:12
 436 long_clt_un: dest:i len:12
 437 long_conv_to_i1: dest:i src1:i len:4
 438 long_conv_to_i2: dest:i src1:i len:4
 439 long_conv_to_u1: dest:i src1:i len:4
 440 long_conv_to_u2: dest:i src1:i len:4
 441 long_conv_to_r8: dest:f src1:i len:8
 442 long_conv_to_r4: dest:f src1:i len:12
 443 loadi8_membase: dest:i src1:b len:12
 444 storei8_membase_imm: dest:b  len:20
 445 storei8_membase_reg: dest:b src1:i len:12
 446 long_conv_to_r_un: dest:f src1:i len:8
 447 arm_setfreg_r4: dest:f src1:f len:8
 448 localloc_imm: dest:i len:64
 449 arm64_cbzw: src1:i len:16
 450 arm64_cbzx: src1:i len:16
 451 arm64_cbnzw: src1:i len:16
 452 arm64_cbnzx: src1:i len:16
 453
 454 atomic_add_i4: dest:i src1:i src2:i len:32
 455 atomic_add_i8: dest:i src1:i src2:i len:32
 456 atomic_exchange_i4: dest:i src1:i src2:i len:32
 457 atomic_exchange_i8: dest:i src1:i src2:i len:32
 458 atomic_cas_i4: dest:i src1:i src2:i src3:i len:32
 459 atomic_cas_i8: dest:i src1:i src2:i src3:i len:32
 460 memory_barrier: len:8 clob:a
 461 atomic_load_i1: dest:i src1:b len:20
 462 atomic_load_u1: dest:i src1:b len:20
 463 atomic_load_i2: dest:i src1:b len:20
 464 atomic_load_u2: dest:i src1:b len:20
 465 atomic_load_i4: dest:i src1:b len:16
 466 atomic_load_u4: dest:i src1:b len:16
 467 atomic_load_i8: dest:i src1:b len:12
 468 atomic_load_u8: dest:i src1:b len:12
 469 atomic_load_r4: dest:f src1:b len:24
 470 atomic_load_r8: dest:f src1:b len:20
 471 atomic_store_i1: dest:b src1:i len:16
 472 atomic_store_u1: dest:b src1:i len:16
 473 atomic_store_i2: dest:b src1:i len:16
 474 atomic_store_u2: dest:b src1:i len:16
 475 atomic_store_i4: dest:b src1:i len:16
 476 atomic_store_u4: dest:b src1:i len:16
 477 atomic_store_i8: dest:b src1:i len:12
 478 atomic_store_u8: dest:b src1:i len:12
 479 atomic_store_r4: dest:b src1:f len:24
 480 atomic_store_r8: dest:b src1:f len:20
 481
 482 generic_class_init: src1:a len:44 clob:c