include/llvm/CodeGen/BasicTTIImpl.h

   1 //===- BasicTTIImpl.h -------------------------------------------*- C++ -*-===//
   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 /// \file
  10 /// This file provides a helper that implements much of the TTI interface in
  11 /// terms of the target-independent code generator and TargetLowering
  12 /// interfaces.
  13 ///
  14 //===----------------------------------------------------------------------===//
  15
  16 #ifndef LLVM_CODEGEN_BASICTTIIMPL_H
  17 #define LLVM_CODEGEN_BASICTTIIMPL_H
  18
  19 #include "llvm/Analysis/LoopInfo.h"
  20 #include "llvm/Analysis/TargetTransformInfoImpl.h"
  21 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  22 #include "llvm/Target/TargetLowering.h"
  23 #include "llvm/Target/TargetSubtargetInfo.h"
  24 #include "llvm/Analysis/TargetLibraryInfo.h"
  25
  26 namespace llvm {
  27
  28 extern cl::opt<unsigned> PartialUnrollingThreshold;
  29
  30 /// \brief Base class which can be used to help build a TTI implementation.
  31 ///
  32 /// This class provides as much implementation of the TTI interface as is
  33 /// possible using the target independent parts of the code generator.
  34 ///
  35 /// In order to subclass it, your class must implement a getST() method to
  36 /// return the subtarget, and a getTLI() method to return the target lowering.
  37 /// We need these methods implemented in the derived class so that this class
  38 /// doesn't have to duplicate storage for them.
  39 template <typename T>
  40 class BasicTTIImplBase : public TargetTransformInfoImplCRTPBase<T> {
  41 private:
  42   typedef TargetTransformInfoImplCRTPBase<T> BaseT;
  43   typedef TargetTransformInfo TTI;
  44
  45   /// Estimate the overhead of scalarizing an instruction. Insert and Extract
  46   /// are set if the result needs to be inserted and/or extracted from vectors.
  47   unsigned getScalarizationOverhead(Type *Ty, bool Insert, bool Extract) {
  48     assert(Ty->isVectorTy() && "Can only scalarize vectors");
  49     unsigned Cost = 0;
  50
  51     for (int i = 0, e = Ty->getVectorNumElements(); i < e; ++i) {
  52       if (Insert)
  53         Cost += static_cast<T *>(this)
  54                     ->getVectorInstrCost(Instruction::InsertElement, Ty, i);
  55       if (Extract)
  56         Cost += static_cast<T *>(this)
  57                     ->getVectorInstrCost(Instruction::ExtractElement, Ty, i);
  58     }
  59
  60     return Cost;
  61   }
  62
  63   /// Estimate the cost overhead of SK_Alternate shuffle.
  64   unsigned getAltShuffleOverhead(Type *Ty) {
  65     assert(Ty->isVectorTy() && "Can only shuffle vectors");
  66     unsigned Cost = 0;
  67     // Shuffle cost is equal to the cost of extracting element from its argument
  68     // plus the cost of inserting them onto the result vector.
  69
  70     // e.g. <4 x float> has a mask of <0,5,2,7> i.e we need to extract from
  71     // index 0 of first vector, index 1 of second vector,index 2 of first
  72     // vector and finally index 3 of second vector and insert them at index
  73     // <0,1,2,3> of result vector.
  74     for (int i = 0, e = Ty->getVectorNumElements(); i < e; ++i) {
  75       Cost += static_cast<T *>(this)
  76                   ->getVectorInstrCost(Instruction::InsertElement, Ty, i);
  77       Cost += static_cast<T *>(this)
  78                   ->getVectorInstrCost(Instruction::ExtractElement, Ty, i);
  79     }
  80     return Cost;
  81   }
  82
  83   /// \brief Local query method delegates up to T which *must* implement this!
  84   const TargetSubtargetInfo *getST() const {
  85     return static_cast<const T *>(this)->getST();
  86   }
  87
  88   /// \brief Local query method delegates up to T which *must* implement this!
  89   const TargetLoweringBase *getTLI() const {
  90     return static_cast<const T *>(this)->getTLI();
  91   }
  92
  93 protected:
  94   explicit BasicTTIImplBase(const TargetMachine *TM, const DataLayout &DL)
  95       : BaseT(DL) {}
  96
  97   using TargetTransformInfoImplBase::DL;
  98
  99 public:
 100   // Provide value semantics. MSVC requires that we spell all of these out.
 101   BasicTTIImplBase(const BasicTTIImplBase &Arg)
 102       : BaseT(static_cast<const BaseT &>(Arg)) {}
 103   BasicTTIImplBase(BasicTTIImplBase &&Arg)
 104       : BaseT(std::move(static_cast<BaseT &>(Arg))) {}
 105
 106   /// \name Scalar TTI Implementations
 107   /// @{
 108
 109   bool hasBranchDivergence() { return false; }
 110
 111   bool isSourceOfDivergence(const Value *V) { return false; }
 112
 113   bool isLegalAddImmediate(int64_t imm) {
 114     return getTLI()->isLegalAddImmediate(imm);
 115   }
 116
 117   bool isLegalICmpImmediate(int64_t imm) {
 118     return getTLI()->isLegalICmpImmediate(imm);
 119   }
 120
 121   bool isLegalAddressingMode(Type *Ty, GlobalValue *BaseGV, int64_t BaseOffset,
 122                              bool HasBaseReg, int64_t Scale,
 123                              unsigned AddrSpace) {
 124     TargetLoweringBase::AddrMode AM;
 125     AM.BaseGV = BaseGV;
 126     AM.BaseOffs = BaseOffset;
 127     AM.HasBaseReg = HasBaseReg;
 128     AM.Scale = Scale;
 129     return getTLI()->isLegalAddressingMode(DL, AM, Ty, AddrSpace);
 130   }
 131
 132   int getScalingFactorCost(Type *Ty, GlobalValue *BaseGV, int64_t BaseOffset,
 133                            bool HasBaseReg, int64_t Scale, unsigned AddrSpace) {
 134     TargetLoweringBase::AddrMode AM;
 135     AM.BaseGV = BaseGV;
 136     AM.BaseOffs = BaseOffset;
 137     AM.HasBaseReg = HasBaseReg;
 138     AM.Scale = Scale;
 139     return getTLI()->getScalingFactorCost(DL, AM, Ty, AddrSpace);
 140   }
 141
 142   bool isTruncateFree(Type *Ty1, Type *Ty2) {
 143     return getTLI()->isTruncateFree(Ty1, Ty2);
 144   }
 145
 146   bool isProfitableToHoist(Instruction *I) {
 147     return getTLI()->isProfitableToHoist(I);
 148   }
 149
 150   bool isTypeLegal(Type *Ty) {
 151     EVT VT = getTLI()->getValueType(DL, Ty);
 152     return getTLI()->isTypeLegal(VT);
 153   }
 154
 155   unsigned getIntrinsicCost(Intrinsic::ID IID, Type *RetTy,
 156                             ArrayRef<const Value *> Arguments) {
 157     return BaseT::getIntrinsicCost(IID, RetTy, Arguments);
 158   }
 159
 160   unsigned getIntrinsicCost(Intrinsic::ID IID, Type *RetTy,
 161                             ArrayRef<Type *> ParamTys) {
 162     if (IID == Intrinsic::cttz) {
 163       if (getTLI()->isCheapToSpeculateCttz())
 164         return TargetTransformInfo::TCC_Basic;
 165       return TargetTransformInfo::TCC_Expensive;
 166     }
 167
 168     if (IID == Intrinsic::ctlz) {
 169       if (getTLI()->isCheapToSpeculateCtlz())
 170         return TargetTransformInfo::TCC_Basic;
 171       return TargetTransformInfo::TCC_Expensive;
 172     }
 173
 174     return BaseT::getIntrinsicCost(IID, RetTy, ParamTys);
 175   }
 176
 177   unsigned getJumpBufAlignment() { return getTLI()->getJumpBufAlignment(); }
 178
 179   unsigned getJumpBufSize() { return getTLI()->getJumpBufSize(); }
 180
 181   bool shouldBuildLookupTables() {
 182     const TargetLoweringBase *TLI = getTLI();
 183     return TLI->isOperationLegalOrCustom(ISD::BR_JT, MVT::Other) ||
 184            TLI->isOperationLegalOrCustom(ISD::BRIND, MVT::Other);
 185   }
 186
 187   bool haveFastSqrt(Type *Ty) {
 188     const TargetLoweringBase *TLI = getTLI();
 189     EVT VT = TLI->getValueType(DL, Ty);
 190     return TLI->isTypeLegal(VT) &&
 191            TLI->isOperationLegalOrCustom(ISD::FSQRT, VT);
 192   }
 193
 194   unsigned getFPOpCost(Type *Ty) {
 195     // By default, FP instructions are no more expensive since they are
 196     // implemented in HW.  Target specific TTI can override this.
 197     return TargetTransformInfo::TCC_Basic;
 198   }
 199
 200   unsigned getOperationCost(unsigned Opcode, Type *Ty, Type *OpTy) {
 201     const TargetLoweringBase *TLI = getTLI();
 202     switch (Opcode) {
 203     default: break;
 204     case Instruction::Trunc: {
 205       if (TLI->isTruncateFree(OpTy, Ty))
 206         return TargetTransformInfo::TCC_Free;
 207       return TargetTransformInfo::TCC_Basic;
 208     }
 209     case Instruction::ZExt: {
 210       if (TLI->isZExtFree(OpTy, Ty))
 211         return TargetTransformInfo::TCC_Free;
 212       return TargetTransformInfo::TCC_Basic;
 213     }
 214     }
 215
 216     return BaseT::getOperationCost(Opcode, Ty, OpTy);
 217   }
 218
 219   void getUnrollingPreferences(Loop *L, TTI::UnrollingPreferences &UP) {
 220     // This unrolling functionality is target independent, but to provide some
 221     // motivation for its intended use, for x86:
 222
 223     // According to the Intel 64 and IA-32 Architectures Optimization Reference
 224     // Manual, Intel Core models and later have a loop stream detector (and
 225     // associated uop queue) that can benefit from partial unrolling.
 226     // The relevant requirements are:
 227     //  - The loop must have no more than 4 (8 for Nehalem and later) branches
 228     //    taken, and none of them may be calls.
 229     //  - The loop can have no more than 18 (28 for Nehalem and later) uops.
 230
 231     // According to the Software Optimization Guide for AMD Family 15h
 232     // Processors, models 30h-4fh (Steamroller and later) have a loop predictor
 233     // and loop buffer which can benefit from partial unrolling.
 234     // The relevant requirements are:
 235     //  - The loop must have fewer than 16 branches
 236     //  - The loop must have less than 40 uops in all executed loop branches
 237
 238     // The number of taken branches in a loop is hard to estimate here, and
 239     // benchmarking has revealed that it is better not to be conservative when
 240     // estimating the branch count. As a result, we'll ignore the branch limits
 241     // until someone finds a case where it matters in practice.
 242
 243     unsigned MaxOps;
 244     const TargetSubtargetInfo *ST = getST();
 245     if (PartialUnrollingThreshold.getNumOccurrences() > 0)
 246       MaxOps = PartialUnrollingThreshold;
 247     else if (ST->getSchedModel().LoopMicroOpBufferSize > 0)
 248       MaxOps = ST->getSchedModel().LoopMicroOpBufferSize;
 249     else
 250       return;
 251
 252     // Scan the loop: don't unroll loops with calls.
 253     for (Loop::block_iterator I = L->block_begin(), E = L->block_end(); I != E;
 254          ++I) {
 255       BasicBlock *BB = *I;
 256
 257       for (BasicBlock::iterator J = BB->begin(), JE = BB->end(); J != JE; ++J)
 258         if (isa<CallInst>(J) || isa<InvokeInst>(J)) {
 259           ImmutableCallSite CS(&*J);
 260           if (const Function *F = CS.getCalledFunction()) {
 261             if (!static_cast<T *>(this)->isLoweredToCall(F))
 262               continue;
 263           }
 264
 265           return;
 266         }
 267     }
 268
 269     // Enable runtime and partial unrolling up to the specified size.
 270     UP.Partial = UP.Runtime = true;
 271     UP.PartialThreshold = UP.PartialOptSizeThreshold = MaxOps;
 272   }
 273
 274   /// @}
 275
 276   /// \name Vector TTI Implementations
 277   /// @{
 278
 279   unsigned getNumberOfRegisters(bool Vector) { return Vector ? 0 : 1; }
 280
 281   unsigned getRegisterBitWidth(bool Vector) { return 32; }
 282
 283   unsigned getMaxInterleaveFactor(unsigned VF) { return 1; }
 284
 285   unsigned getArithmeticInstrCost(
 286       unsigned Opcode, Type *Ty,
 287       TTI::OperandValueKind Opd1Info = TTI::OK_AnyValue,
 288       TTI::OperandValueKind Opd2Info = TTI::OK_AnyValue,
 289       TTI::OperandValueProperties Opd1PropInfo = TTI::OP_None,
 290       TTI::OperandValueProperties Opd2PropInfo = TTI::OP_None) {
 291     // Check if any of the operands are vector operands.
 292     const TargetLoweringBase *TLI = getTLI();
 293     int ISD = TLI->InstructionOpcodeToISD(Opcode);
 294     assert(ISD && "Invalid opcode");
 295
 296     std::pair<unsigned, MVT> LT = TLI->getTypeLegalizationCost(DL, Ty);
 297
 298     bool IsFloat = Ty->getScalarType()->isFloatingPointTy();
 299     // Assume that floating point arithmetic operations cost twice as much as
 300     // integer operations.
 301     unsigned OpCost = (IsFloat ? 2 : 1);
 302
 303     if (TLI->isOperationLegalOrPromote(ISD, LT.second)) {
 304       // The operation is legal. Assume it costs 1.
 305       // If the type is split to multiple registers, assume that there is some
 306       // overhead to this.
 307       // TODO: Once we have extract/insert subvector cost we need to use them.
 308       if (LT.first > 1)
 309         return LT.first * 2 * OpCost;
 310       return LT.first * 1 * OpCost;
 311     }
 312
 313     if (!TLI->isOperationExpand(ISD, LT.second)) {
 314       // If the operation is custom lowered then assume
 315       // thare the code is twice as expensive.
 316       return LT.first * 2 * OpCost;
 317     }
 318
 319     // Else, assume that we need to scalarize this op.
 320     if (Ty->isVectorTy()) {
 321       unsigned Num = Ty->getVectorNumElements();
 322       unsigned Cost = static_cast<T *>(this)
 323                           ->getArithmeticInstrCost(Opcode, Ty->getScalarType());
 324       // return the cost of multiple scalar invocation plus the cost of
 325       // inserting
 326       // and extracting the values.
 327       return getScalarizationOverhead(Ty, true, true) + Num * Cost;
 328     }
 329
 330     // We don't know anything about this scalar instruction.
 331     return OpCost;
 332   }
 333
 334   unsigned getShuffleCost(TTI::ShuffleKind Kind, Type *Tp, int Index,
 335                           Type *SubTp) {
 336     if (Kind == TTI::SK_Alternate) {
 337       return getAltShuffleOverhead(Tp);
 338     }
 339     return 1;
 340   }
 341
 342   unsigned getCastInstrCost(unsigned Opcode, Type *Dst, Type *Src) {
 343     const TargetLoweringBase *TLI = getTLI();
 344     int ISD = TLI->InstructionOpcodeToISD(Opcode);
 345     assert(ISD && "Invalid opcode");
 346     std::pair<unsigned, MVT> SrcLT = TLI->getTypeLegalizationCost(DL, Src);
 347     std::pair<unsigned, MVT> DstLT = TLI->getTypeLegalizationCost(DL, Dst);
 348
 349     // Check for NOOP conversions.
 350     if (SrcLT.first == DstLT.first &&
 351         SrcLT.second.getSizeInBits() == DstLT.second.getSizeInBits()) {
 352
 353       // Bitcast between types that are legalized to the same type are free.
 354       if (Opcode == Instruction::BitCast || Opcode == Instruction::Trunc)
 355         return 0;
 356     }
 357
 358     if (Opcode == Instruction::Trunc &&
 359         TLI->isTruncateFree(SrcLT.second, DstLT.second))
 360       return 0;
 361
 362     if (Opcode == Instruction::ZExt &&
 363         TLI->isZExtFree(SrcLT.second, DstLT.second))
 364       return 0;
 365
 366     // If the cast is marked as legal (or promote) then assume low cost.
 367     if (SrcLT.first == DstLT.first &&
 368         TLI->isOperationLegalOrPromote(ISD, DstLT.second))
 369       return 1;
 370
 371     // Handle scalar conversions.
 372     if (!Src->isVectorTy() && !Dst->isVectorTy()) {
 373
 374       // Scalar bitcasts are usually free.
 375       if (Opcode == Instruction::BitCast)
 376         return 0;
 377
 378       // Just check the op cost. If the operation is legal then assume it costs
 379       // 1.
 380       if (!TLI->isOperationExpand(ISD, DstLT.second))
 381         return 1;
 382
 383       // Assume that illegal scalar instruction are expensive.
 384       return 4;
 385     }
 386
 387     // Check vector-to-vector casts.
 388     if (Dst->isVectorTy() && Src->isVectorTy()) {
 389
 390       // If the cast is between same-sized registers, then the check is simple.
 391       if (SrcLT.first == DstLT.first &&
 392           SrcLT.second.getSizeInBits() == DstLT.second.getSizeInBits()) {
 393
 394         // Assume that Zext is done using AND.
 395         if (Opcode == Instruction::ZExt)
 396           return 1;
 397
 398         // Assume that sext is done using SHL and SRA.
 399         if (Opcode == Instruction::SExt)
 400           return 2;
 401
 402         // Just check the op cost. If the operation is legal then assume it
 403         // costs
 404         // 1 and multiply by the type-legalization overhead.
 405         if (!TLI->isOperationExpand(ISD, DstLT.second))
 406           return SrcLT.first * 1;
 407       }
 408
 409       // If we are converting vectors and the operation is illegal, or
 410       // if the vectors are legalized to different types, estimate the
 411       // scalarization costs.
 412       unsigned Num = Dst->getVectorNumElements();
 413       unsigned Cost = static_cast<T *>(this)->getCastInstrCost(
 414           Opcode, Dst->getScalarType(), Src->getScalarType());
 415
 416       // Return the cost of multiple scalar invocation plus the cost of
 417       // inserting and extracting the values.
 418       return getScalarizationOverhead(Dst, true, true) + Num * Cost;
 419     }
 420
 421     // We already handled vector-to-vector and scalar-to-scalar conversions.
 422     // This
 423     // is where we handle bitcast between vectors and scalars. We need to assume
 424     //  that the conversion is scalarized in one way or another.
 425     if (Opcode == Instruction::BitCast)
 426       // Illegal bitcasts are done by storing and loading from a stack slot.
 427       return (Src->isVectorTy() ? getScalarizationOverhead(Src, false, true)
 428                                 : 0) +
 429              (Dst->isVectorTy() ? getScalarizationOverhead(Dst, true, false)
 430                                 : 0);
 431
 432     llvm_unreachable("Unhandled cast");
 433   }
 434
 435   unsigned getCFInstrCost(unsigned Opcode) {
 436     // Branches are assumed to be predicted.
 437     return 0;
 438   }
 439
 440   unsigned getCmpSelInstrCost(unsigned Opcode, Type *ValTy, Type *CondTy) {
 441     const TargetLoweringBase *TLI = getTLI();
 442     int ISD = TLI->InstructionOpcodeToISD(Opcode);
 443     assert(ISD && "Invalid opcode");
 444
 445     // Selects on vectors are actually vector selects.
 446     if (ISD == ISD::SELECT) {
 447       assert(CondTy && "CondTy must exist");
 448       if (CondTy->isVectorTy())
 449         ISD = ISD::VSELECT;
 450     }
 451     std::pair<unsigned, MVT> LT = TLI->getTypeLegalizationCost(DL, ValTy);
 452
 453     if (!(ValTy->isVectorTy() && !LT.second.isVector()) &&
 454         !TLI->isOperationExpand(ISD, LT.second)) {
 455       // The operation is legal. Assume it costs 1. Multiply
 456       // by the type-legalization overhead.
 457       return LT.first * 1;
 458     }
 459
 460     // Otherwise, assume that the cast is scalarized.
 461     if (ValTy->isVectorTy()) {
 462       unsigned Num = ValTy->getVectorNumElements();
 463       if (CondTy)
 464         CondTy = CondTy->getScalarType();
 465       unsigned Cost = static_cast<T *>(this)->getCmpSelInstrCost(
 466           Opcode, ValTy->getScalarType(), CondTy);
 467
 468       // Return the cost of multiple scalar invocation plus the cost of
 469       // inserting
 470       // and extracting the values.
 471       return getScalarizationOverhead(ValTy, true, false) + Num * Cost;
 472     }
 473
 474     // Unknown scalar opcode.
 475     return 1;
 476   }
 477
 478   unsigned getVectorInstrCost(unsigned Opcode, Type *Val, unsigned Index) {
 479     std::pair<unsigned, MVT> LT =
 480         getTLI()->getTypeLegalizationCost(DL, Val->getScalarType());
 481
 482     return LT.first;
 483   }
 484
 485   unsigned getMemoryOpCost(unsigned Opcode, Type *Src, unsigned Alignment,
 486                            unsigned AddressSpace) {
 487     assert(!Src->isVoidTy() && "Invalid type");
 488     std::pair<unsigned, MVT> LT = getTLI()->getTypeLegalizationCost(DL, Src);
 489
 490     // Assuming that all loads of legal types cost 1.
 491     unsigned Cost = LT.first;
 492
 493     if (Src->isVectorTy() &&
 494         Src->getPrimitiveSizeInBits() < LT.second.getSizeInBits()) {
 495       // This is a vector load that legalizes to a larger type than the vector
 496       // itself. Unless the corresponding extending load or truncating store is
 497       // legal, then this will scalarize.
 498       TargetLowering::LegalizeAction LA = TargetLowering::Expand;
 499       EVT MemVT = getTLI()->getValueType(DL, Src);
 500       if (Opcode == Instruction::Store)
 501         LA = getTLI()->getTruncStoreAction(LT.second, MemVT);
 502       else
 503         LA = getTLI()->getLoadExtAction(ISD::EXTLOAD, LT.second, MemVT);
 504
 505       if (LA != TargetLowering::Legal && LA != TargetLowering::Custom) {
 506         // This is a vector load/store for some illegal type that is scalarized.
 507         // We must account for the cost of building or decomposing the vector.
 508         Cost += getScalarizationOverhead(Src, Opcode != Instruction::Store,
 509                                          Opcode == Instruction::Store);
 510       }
 511     }
 512
 513     return Cost;
 514   }
 515
 516   unsigned getInterleavedMemoryOpCost(unsigned Opcode, Type *VecTy,
 517                                       unsigned Factor,
 518                                       ArrayRef<unsigned> Indices,
 519                                       unsigned Alignment,
 520                                       unsigned AddressSpace) {
 521     VectorType *VT = dyn_cast<VectorType>(VecTy);
 522     assert(VT && "Expect a vector type for interleaved memory op");
 523
 524     unsigned NumElts = VT->getNumElements();
 525     assert(Factor > 1 && NumElts % Factor == 0 && "Invalid interleave factor");
 526
 527     unsigned NumSubElts = NumElts / Factor;
 528     VectorType *SubVT = VectorType::get(VT->getElementType(), NumSubElts);
 529
 530     // Firstly, the cost of load/store operation.
 531     unsigned Cost = static_cast<T *>(this)->getMemoryOpCost(
 532         Opcode, VecTy, Alignment, AddressSpace);
 533
 534     // Then plus the cost of interleave operation.
 535     if (Opcode == Instruction::Load) {
 536       // The interleave cost is similar to extract sub vectors' elements
 537       // from the wide vector, and insert them into sub vectors.
 538       //
 539       // E.g. An interleaved load of factor 2 (with one member of index 0):
 540       //      %vec = load <8 x i32>, <8 x i32>* %ptr
 541       //      %v0 = shuffle %vec, undef, <0, 2, 4, 6>         ; Index 0
 542       // The cost is estimated as extract elements at 0, 2, 4, 6 from the
 543       // <8 x i32> vector and insert them into a <4 x i32> vector.
 544
 545       assert(Indices.size() <= Factor &&
 546              "Interleaved memory op has too many members");
 547
 548       for (unsigned Index : Indices) {
 549         assert(Index < Factor && "Invalid index for interleaved memory op");
 550
 551         // Extract elements from loaded vector for each sub vector.
 552         for (unsigned i = 0; i < NumSubElts; i++)
 553           Cost += static_cast<T *>(this)->getVectorInstrCost(
 554               Instruction::ExtractElement, VT, Index + i * Factor);
 555       }
 556
 557       unsigned InsSubCost = 0;
 558       for (unsigned i = 0; i < NumSubElts; i++)
 559         InsSubCost += static_cast<T *>(this)->getVectorInstrCost(
 560             Instruction::InsertElement, SubVT, i);
 561
 562       Cost += Indices.size() * InsSubCost;
 563     } else {
 564       // The interleave cost is extract all elements from sub vectors, and
 565       // insert them into the wide vector.
 566       //
 567       // E.g. An interleaved store of factor 2:
 568       //      %v0_v1 = shuffle %v0, %v1, <0, 4, 1, 5, 2, 6, 3, 7>
 569       //      store <8 x i32> %interleaved.vec, <8 x i32>* %ptr
 570       // The cost is estimated as extract all elements from both <4 x i32>
 571       // vectors and insert into the <8 x i32> vector.
 572
 573       unsigned ExtSubCost = 0;
 574       for (unsigned i = 0; i < NumSubElts; i++)
 575         ExtSubCost += static_cast<T *>(this)->getVectorInstrCost(
 576             Instruction::ExtractElement, SubVT, i);
 577       Cost += ExtSubCost * Factor;
 578
 579       for (unsigned i = 0; i < NumElts; i++)
 580         Cost += static_cast<T *>(this)
 581                     ->getVectorInstrCost(Instruction::InsertElement, VT, i);
 582     }
 583
 584     return Cost;
 585   }
 586
 587   unsigned getIntrinsicInstrCost(Intrinsic::ID IID, Type *RetTy,
 588                                  ArrayRef<Type *> Tys) {
 589     unsigned ISD = 0;
 590     switch (IID) {
 591     default: {
 592       // Assume that we need to scalarize this intrinsic.
 593       unsigned ScalarizationCost = 0;
 594       unsigned ScalarCalls = 1;
 595       Type *ScalarRetTy = RetTy;
 596       if (RetTy->isVectorTy()) {
 597         ScalarizationCost = getScalarizationOverhead(RetTy, true, false);
 598         ScalarCalls = std::max(ScalarCalls, RetTy->getVectorNumElements());
 599         ScalarRetTy = RetTy->getScalarType();
 600       }
 601       SmallVector<Type *, 4> ScalarTys;
 602       for (unsigned i = 0, ie = Tys.size(); i != ie; ++i) {
 603         Type *Ty = Tys[i];
 604         if (Ty->isVectorTy()) {
 605           ScalarizationCost += getScalarizationOverhead(Ty, false, true);
 606           ScalarCalls = std::max(ScalarCalls, Ty->getVectorNumElements());
 607           Ty = Ty->getScalarType();
 608         }
 609         ScalarTys.push_back(Ty);
 610       }
 611       if (ScalarCalls == 1)
 612         return 1; // Return cost of a scalar intrinsic. Assume it to be cheap.
 613
 614       unsigned ScalarCost = static_cast<T *>(this)->getIntrinsicInstrCost(
 615           IID, ScalarRetTy, ScalarTys);
 616
 617       return ScalarCalls * ScalarCost + ScalarizationCost;
 618     }
 619     // Look for intrinsics that can be lowered directly or turned into a scalar
 620     // intrinsic call.
 621     case Intrinsic::sqrt:
 622       ISD = ISD::FSQRT;
 623       break;
 624     case Intrinsic::sin:
 625       ISD = ISD::FSIN;
 626       break;
 627     case Intrinsic::cos:
 628       ISD = ISD::FCOS;
 629       break;
 630     case Intrinsic::exp:
 631       ISD = ISD::FEXP;
 632       break;
 633     case Intrinsic::exp2:
 634       ISD = ISD::FEXP2;
 635       break;
 636     case Intrinsic::log:
 637       ISD = ISD::FLOG;
 638       break;
 639     case Intrinsic::log10:
 640       ISD = ISD::FLOG10;
 641       break;
 642     case Intrinsic::log2:
 643       ISD = ISD::FLOG2;
 644       break;
 645     case Intrinsic::fabs:
 646       ISD = ISD::FABS;
 647       break;
 648     case Intrinsic::minnum:
 649       ISD = ISD::FMINNUM;
 650       break;
 651     case Intrinsic::maxnum:
 652       ISD = ISD::FMAXNUM;
 653       break;
 654     case Intrinsic::copysign:
 655       ISD = ISD::FCOPYSIGN;
 656       break;
 657     case Intrinsic::floor:
 658       ISD = ISD::FFLOOR;
 659       break;
 660     case Intrinsic::ceil:
 661       ISD = ISD::FCEIL;
 662       break;
 663     case Intrinsic::trunc:
 664       ISD = ISD::FTRUNC;
 665       break;
 666     case Intrinsic::nearbyint:
 667       ISD = ISD::FNEARBYINT;
 668       break;
 669     case Intrinsic::rint:
 670       ISD = ISD::FRINT;
 671       break;
 672     case Intrinsic::round:
 673       ISD = ISD::FROUND;
 674       break;
 675     case Intrinsic::pow:
 676       ISD = ISD::FPOW;
 677       break;
 678     case Intrinsic::fma:
 679       ISD = ISD::FMA;
 680       break;
 681     case Intrinsic::fmuladd:
 682       ISD = ISD::FMA;
 683       break;
 684     // FIXME: We should return 0 whenever getIntrinsicCost == TCC_Free.
 685     case Intrinsic::lifetime_start:
 686     case Intrinsic::lifetime_end:
 687       return 0;
 688     case Intrinsic::masked_store:
 689       return static_cast<T *>(this)
 690           ->getMaskedMemoryOpCost(Instruction::Store, Tys[0], 0, 0);
 691     case Intrinsic::masked_load:
 692       return static_cast<T *>(this)
 693           ->getMaskedMemoryOpCost(Instruction::Load, RetTy, 0, 0);
 694     }
 695
 696     const TargetLoweringBase *TLI = getTLI();
 697     std::pair<unsigned, MVT> LT = TLI->getTypeLegalizationCost(DL, RetTy);
 698
 699     if (TLI->isOperationLegalOrPromote(ISD, LT.second)) {
 700       // The operation is legal. Assume it costs 1.
 701       // If the type is split to multiple registers, assume that there is some
 702       // overhead to this.
 703       // TODO: Once we have extract/insert subvector cost we need to use them.
 704       if (LT.first > 1)
 705         return LT.first * 2;
 706       return LT.first * 1;
 707     }
 708
 709     if (!TLI->isOperationExpand(ISD, LT.second)) {
 710       // If the operation is custom lowered then assume
 711       // thare the code is twice as expensive.
 712       return LT.first * 2;
 713     }
 714
 715     // If we can't lower fmuladd into an FMA estimate the cost as a floating
 716     // point mul followed by an add.
 717     if (IID == Intrinsic::fmuladd)
 718       return static_cast<T *>(this)
 719                  ->getArithmeticInstrCost(BinaryOperator::FMul, RetTy) +
 720              static_cast<T *>(this)
 721                  ->getArithmeticInstrCost(BinaryOperator::FAdd, RetTy);
 722
 723     // Else, assume that we need to scalarize this intrinsic. For math builtins
 724     // this will emit a costly libcall, adding call overhead and spills. Make it
 725     // very expensive.
 726     if (RetTy->isVectorTy()) {
 727       unsigned ScalarizationCost = getScalarizationOverhead(RetTy, true, false);
 728       unsigned ScalarCalls = RetTy->getVectorNumElements();
 729       SmallVector<Type *, 4> ScalarTys;
 730       for (unsigned i = 0, ie = Tys.size(); i != ie; ++i) {
 731         Type *Ty = Tys[i];
 732         if (Ty->isVectorTy())
 733           Ty = Ty->getScalarType();
 734         ScalarTys.push_back(Ty);
 735       }
 736       unsigned ScalarCost = static_cast<T *>(this)->getIntrinsicInstrCost(
 737           IID, RetTy->getScalarType(), ScalarTys);
 738       for (unsigned i = 0, ie = Tys.size(); i != ie; ++i) {
 739         if (Tys[i]->isVectorTy()) {
 740           ScalarizationCost += getScalarizationOverhead(Tys[i], false, true);
 741           ScalarCalls = std::max(ScalarCalls, Tys[i]->getVectorNumElements());
 742         }
 743       }
 744
 745       return ScalarCalls * ScalarCost + ScalarizationCost;
 746     }
 747
 748     // This is going to be turned into a library call, make it expensive.
 749     return 10;
 750   }
 751
 752   /// \brief Compute a cost of the given call instruction.
 753   ///
 754   /// Compute the cost of calling function F with return type RetTy and
 755   /// argument types Tys. F might be nullptr, in this case the cost of an
 756   /// arbitrary call with the specified signature will be returned.
 757   /// This is used, for instance,  when we estimate call of a vector
 758   /// counterpart of the given function.
 759   /// \param F Called function, might be nullptr.
 760   /// \param RetTy Return value types.
 761   /// \param Tys Argument types.
 762   /// \returns The cost of Call instruction.
 763   unsigned getCallInstrCost(Function *F, Type *RetTy, ArrayRef<Type *> Tys) {
 764     return 10;
 765   }
 766
 767   unsigned getNumberOfParts(Type *Tp) {
 768     std::pair<unsigned, MVT> LT = getTLI()->getTypeLegalizationCost(DL, Tp);
 769     return LT.first;
 770   }
 771
 772   unsigned getAddressComputationCost(Type *Ty, bool IsComplex) { return 0; }
 773
 774   unsigned getReductionCost(unsigned Opcode, Type *Ty, bool IsPairwise) {
 775     assert(Ty->isVectorTy() && "Expect a vector type");
 776     unsigned NumVecElts = Ty->getVectorNumElements();
 777     unsigned NumReduxLevels = Log2_32(NumVecElts);
 778     unsigned ArithCost =
 779         NumReduxLevels *
 780         static_cast<T *>(this)->getArithmeticInstrCost(Opcode, Ty);
 781     // Assume the pairwise shuffles add a cost.
 782     unsigned ShuffleCost =
 783         NumReduxLevels * (IsPairwise + 1) *
 784         static_cast<T *>(this)
 785             ->getShuffleCost(TTI::SK_ExtractSubvector, Ty, NumVecElts / 2, Ty);
 786     return ShuffleCost + ArithCost + getScalarizationOverhead(Ty, false, true);
 787   }
 788
 789   /// @}
 790 };
 791
 792 /// \brief Concrete BasicTTIImpl that can be used if no further customization
 793 /// is needed.
 794 class BasicTTIImpl : public BasicTTIImplBase<BasicTTIImpl> {
 795   typedef BasicTTIImplBase<BasicTTIImpl> BaseT;
 796   friend class BasicTTIImplBase<BasicTTIImpl>;
 797
 798   const TargetSubtargetInfo *ST;
 799   const TargetLoweringBase *TLI;
 800
 801   const TargetSubtargetInfo *getST() const { return ST; }
 802   const TargetLoweringBase *getTLI() const { return TLI; }
 803
 804 public:
 805   explicit BasicTTIImpl(const TargetMachine *ST, const Function &F);
 806
 807   // Provide value semantics. MSVC requires that we spell all of these out.
 808   BasicTTIImpl(const BasicTTIImpl &Arg)
 809       : BaseT(static_cast<const BaseT &>(Arg)), ST(Arg.ST), TLI(Arg.TLI) {}
 810   BasicTTIImpl(BasicTTIImpl &&Arg)
 811       : BaseT(std::move(static_cast<BaseT &>(Arg))), ST(std::move(Arg.ST)),
 812         TLI(std::move(Arg.TLI)) {}
 813 };
 814
 815 }
 816
 817 #endif