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tcg/i386: Handle ctpop opcode
[mirror_qemu.git] / tcg / README
index a550ff176da28fa3b75657cef16262b193e830ff..a9858c2f74cd46f9b1ed4540346474f07bffd9c3 100644 (file)
@@ -8,6 +8,11 @@ in the QOP code generator written by Paul Brook.
 
 2) Definitions
 
+TCG receives RISC-like "TCG ops" and performs some optimizations on them,
+including liveness analysis and trivial constant expression
+evaluation.  TCG ops are then implemented in the host CPU back end,
+also known as the TCG "target".
+
 The TCG "target" is the architecture for which we generate the
 code. It is of course not the same as the "target" of QEMU which is
 the emulated architecture. As TCG started as a generic C backend used
@@ -241,6 +246,14 @@ t0=~(t1|t2)
 
 t0=t1|~t2
 
+* clz_i32/i64 t0, t1, t2
+
+t0 = t1 ? clz(t1) : t2
+
+* ctz_i32/i64 t0, t1, t2
+
+t0 = t1 ? ctz(t1) : t2
+
 ********* Shifts/Rotates
 
 * shl_i32/i64 t0, t1, t2
@@ -309,16 +322,38 @@ The bitfield is described by POS/LEN, which are immediate values:
   LEN - the length of the bitfield
   POS - the position of the first bit, counting from the LSB
 
-For example, pos=8, len=4 indicates a 4-bit field at bit 8.
-This operation would be equivalent to
+For example, "deposit_i32 dest, t1, t2, 8, 4" indicates a 4-bit field
+at bit 8.  This operation would be equivalent to
 
   dest = (t1 & ~0x0f00) | ((t2 << 8) & 0x0f00)
 
-* trunc_shr_i32 t0, t1, pos
+* extract_i32/i64 dest, t1, pos, len
+* sextract_i32/i64 dest, t1, pos, len
+
+Extract a bitfield from T1, placing the result in DEST.
+The bitfield is described by POS/LEN, which are immediate values,
+as above for deposit.  For extract_*, the result will be extended
+to the left with zeros; for sextract_*, the result will be extended
+to the left with copies of the bitfield sign bit at pos + len - 1.
+
+For example, "sextract_i32 dest, t1, 8, 4" indicates a 4-bit field
+at bit 8.  This operation would be equivalent to
+
+  dest = (t1 << 20) >> 28
+
+(using an arithmetic right shift).
+
+* extrl_i64_i32 t0, t1
 
-For 64-bit hosts only, right shift the 64-bit input T1 by POS and
-truncate to 32-bit output T0.  Depending on the host, this may be
-a simple mov/shift, or may require additional canonicalization.
+For 64-bit hosts only, extract the low 32-bits of input T1 and place it
+into 32-bit output T0.  Depending on the host, this may be a simple move,
+or may require additional canonicalization.
+
+* extrh_i64_i32 t0, t1
+
+For 64-bit hosts only, extract the high 32-bits of input T1 and place it
+into 32-bit output T0.  Depending on the host, this may be a simple shift,
+or may require additional canonicalization.
 
 ********* Conditional moves
 
@@ -396,6 +431,23 @@ double-word product T0.  The later is returned in two single-word outputs.
 
 Similar to mulu2, except the two inputs T1 and T2 are signed.
 
+********* Memory Barrier support
+
+* mb <$arg>
+
+Generate a target memory barrier instruction to ensure memory ordering as being
+enforced by a corresponding guest memory barrier instruction. The ordering
+enforced by the backend may be stricter than the ordering required by the guest.
+It cannot be weaker. This opcode takes a constant argument which is required to
+generate the appropriate barrier instruction. The backend should take care to
+emit the target barrier instruction only when necessary i.e., for SMP guests and
+when MTTCG is enabled.
+
+The guest translators should generate this opcode for all guest instructions
+which have ordering side effects.
+
+Please see docs/atomics.txt for more information on memory barriers.
+
 ********* 64-bit guest on 32-bit host support
 
 The following opcodes are internal to TCG.  Thus they are to be implemented by
@@ -454,8 +506,9 @@ function tcg_gen_xxx(args).
 
 4) Backend
 
-tcg-target.h contains the target specific definitions. tcg-target.c
-contains the target specific code.
+tcg-target.h contains the target specific definitions. tcg-target.inc.c
+contains the target specific code; it is #included by tcg/tcg.c, rather
+than being a standalone C file.
 
 4.1) Assumptions
 
@@ -466,13 +519,25 @@ On a 32 bit target, all 64 bit operations are converted to 32 bits. A
 few specific operations must be implemented to allow it (see add2_i32,
 sub2_i32, brcond2_i32).
 
+On a 64 bit target, the values are transferred between 32 and 64-bit
+registers using the following ops:
+- trunc_shr_i64_i32
+- ext_i32_i64
+- extu_i32_i64
+
+They ensure that the values are correctly truncated or extended when
+moved from a 32-bit to a 64-bit register or vice-versa. Note that the
+trunc_shr_i64_i32 is an optional op. It is not necessary to implement
+it if all the following conditions are met:
+- 64-bit registers can hold 32-bit values
+- 32-bit values in a 64-bit register do not need to stay zero or
+  sign extended
+- all 32-bit TCG ops ignore the high part of 64-bit registers
+
 Floating point operations are not supported in this version. A
 previous incarnation of the code generator had full support of them,
 but it is better to concentrate on integer operations first.
 
-On a 64 bit target, no assumption is made in TCG about the storage of
-the 32 bit values in 64 bit registers.
-
 4.2) Constraints
 
 GCC like constraints are used to define the constraints of every
@@ -482,24 +547,29 @@ version. Aliases are specified in the input operands as for GCC.
 The same register may be used for both an input and an output, even when
 they are not explicitly aliased.  If an op expands to multiple target
 instructions then care must be taken to avoid clobbering input values.
-GCC style "early clobber" outputs are not currently supported.
+GCC style "early clobber" outputs are supported, with '&'.
 
 A target can define specific register or constant constraints. If an
 operation uses a constant input constraint which does not allow all
 constants, it must also accept registers in order to have a fallback.
+The constraint 'i' is defined generically to accept any constant.
+The constraint 'r' is not defined generically, but is consistently
+used by each backend to indicate all registers.
 
 The movi_i32 and movi_i64 operations must accept any constants.
 
 The mov_i32 and mov_i64 operations must accept any registers of the
 same type.
 
-The ld/st instructions must accept signed 32 bit constant offsets. It
-can be implemented by reserving a specific register to compute the
-address if the offset is too big.
+The ld/st/sti instructions must accept signed 32 bit constant offsets.
+This can be implemented by reserving a specific register in which to
+compute the address if the offset is too big.
 
 The ld/st instructions must accept any destination (ld) or source (st)
 register.
 
+The sti instruction may fail if it cannot store the given constant.
+
 4.3) Function call assumptions
 
 - The only supported types for parameters and return value are: 32 and