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