Invert the TargetLowering flag that controls divide by consant expansion.
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / SelectionDAG / DAGCombiner.cpp
index e428f0485dc46c86f2bcae72af337014d5b2687d..6c1d22c2bab7ec7189d58e7c1ad7de1e759f6154 100644 (file)
@@ -180,6 +180,9 @@ namespace {
                                SDOperand N3, ISD::CondCode CC);
     SDOperand SimplifySetCC(MVT::ValueType VT, SDOperand N0, SDOperand N1,
                             ISD::CondCode Cond, bool foldBooleans = true);
+    
+    SDOperand BuildSDIV(SDNode *N);
+    SDOperand BuildUDIV(SDNode *N);    
 public:
     DAGCombiner(SelectionDAG &D)
       : DAG(D), TLI(D.getTargetLoweringInfo()), AfterLegalize(false) {}
@@ -189,6 +192,178 @@ public:
   };
 }
 
+struct ms {
+  int64_t m;  // magic number
+  int64_t s;  // shift amount
+};
+
+struct mu {
+  uint64_t m; // magic number
+  int64_t a;  // add indicator
+  int64_t s;  // shift amount
+};
+
+/// magic - calculate the magic numbers required to codegen an integer sdiv as
+/// a sequence of multiply and shifts.  Requires that the divisor not be 0, 1,
+/// or -1.
+static ms magic32(int32_t d) {
+  int32_t p;
+  uint32_t ad, anc, delta, q1, r1, q2, r2, t;
+  const uint32_t two31 = 0x80000000U;
+  struct ms mag;
+  
+  ad = abs(d);
+  t = two31 + ((uint32_t)d >> 31);
+  anc = t - 1 - t%ad;   // absolute value of nc
+  p = 31;               // initialize p
+  q1 = two31/anc;       // initialize q1 = 2p/abs(nc)
+  r1 = two31 - q1*anc;  // initialize r1 = rem(2p,abs(nc))
+  q2 = two31/ad;        // initialize q2 = 2p/abs(d)
+  r2 = two31 - q2*ad;   // initialize r2 = rem(2p,abs(d))
+  do {
+    p = p + 1;
+    q1 = 2*q1;        // update q1 = 2p/abs(nc)
+    r1 = 2*r1;        // update r1 = rem(2p/abs(nc))
+    if (r1 >= anc) {  // must be unsigned comparison
+      q1 = q1 + 1;
+      r1 = r1 - anc;
+    }
+    q2 = 2*q2;        // update q2 = 2p/abs(d)
+    r2 = 2*r2;        // update r2 = rem(2p/abs(d))
+    if (r2 >= ad) {   // must be unsigned comparison
+      q2 = q2 + 1;
+      r2 = r2 - ad;
+    }
+    delta = ad - r2;
+  } while (q1 < delta || (q1 == delta && r1 == 0));
+  
+  mag.m = (int32_t)(q2 + 1); // make sure to sign extend
+  if (d < 0) mag.m = -mag.m; // resulting magic number
+  mag.s = p - 32;            // resulting shift
+  return mag;
+}
+
+/// magicu - calculate the magic numbers required to codegen an integer udiv as
+/// a sequence of multiply, add and shifts.  Requires that the divisor not be 0.
+static mu magicu32(uint32_t d) {
+  int32_t p;
+  uint32_t nc, delta, q1, r1, q2, r2;
+  struct mu magu;
+  magu.a = 0;               // initialize "add" indicator
+  nc = - 1 - (-d)%d;
+  p = 31;                   // initialize p
+  q1 = 0x80000000/nc;       // initialize q1 = 2p/nc
+  r1 = 0x80000000 - q1*nc;  // initialize r1 = rem(2p,nc)
+  q2 = 0x7FFFFFFF/d;        // initialize q2 = (2p-1)/d
+  r2 = 0x7FFFFFFF - q2*d;   // initialize r2 = rem((2p-1),d)
+  do {
+    p = p + 1;
+    if (r1 >= nc - r1 ) {
+      q1 = 2*q1 + 1;  // update q1
+      r1 = 2*r1 - nc; // update r1
+    }
+    else {
+      q1 = 2*q1; // update q1
+      r1 = 2*r1; // update r1
+    }
+    if (r2 + 1 >= d - r2) {
+      if (q2 >= 0x7FFFFFFF) magu.a = 1;
+      q2 = 2*q2 + 1;     // update q2
+      r2 = 2*r2 + 1 - d; // update r2
+    }
+    else {
+      if (q2 >= 0x80000000) magu.a = 1;
+      q2 = 2*q2;     // update q2
+      r2 = 2*r2 + 1; // update r2
+    }
+    delta = d - 1 - r2;
+  } while (p < 64 && (q1 < delta || (q1 == delta && r1 == 0)));
+  magu.m = q2 + 1; // resulting magic number
+  magu.s = p - 32;  // resulting shift
+  return magu;
+}
+
+/// magic - calculate the magic numbers required to codegen an integer sdiv as
+/// a sequence of multiply and shifts.  Requires that the divisor not be 0, 1,
+/// or -1.
+static ms magic64(int64_t d) {
+  int64_t p;
+  uint64_t ad, anc, delta, q1, r1, q2, r2, t;
+  const uint64_t two63 = 9223372036854775808ULL; // 2^63
+  struct ms mag;
+  
+  ad = d >= 0 ? d : -d;
+  t = two63 + ((uint64_t)d >> 63);
+  anc = t - 1 - t%ad;   // absolute value of nc
+  p = 63;               // initialize p
+  q1 = two63/anc;       // initialize q1 = 2p/abs(nc)
+  r1 = two63 - q1*anc;  // initialize r1 = rem(2p,abs(nc))
+  q2 = two63/ad;        // initialize q2 = 2p/abs(d)
+  r2 = two63 - q2*ad;   // initialize r2 = rem(2p,abs(d))
+  do {
+    p = p + 1;
+    q1 = 2*q1;        // update q1 = 2p/abs(nc)
+    r1 = 2*r1;        // update r1 = rem(2p/abs(nc))
+    if (r1 >= anc) {  // must be unsigned comparison
+      q1 = q1 + 1;
+      r1 = r1 - anc;
+    }
+    q2 = 2*q2;        // update q2 = 2p/abs(d)
+    r2 = 2*r2;        // update r2 = rem(2p/abs(d))
+    if (r2 >= ad) {   // must be unsigned comparison
+      q2 = q2 + 1;
+      r2 = r2 - ad;
+    }
+    delta = ad - r2;
+  } while (q1 < delta || (q1 == delta && r1 == 0));
+  
+  mag.m = q2 + 1;
+  if (d < 0) mag.m = -mag.m; // resulting magic number
+  mag.s = p - 64;            // resulting shift
+  return mag;
+}
+
+/// magicu - calculate the magic numbers required to codegen an integer udiv as
+/// a sequence of multiply, add and shifts.  Requires that the divisor not be 0.
+static mu magicu64(uint64_t d)
+{
+  int64_t p;
+  uint64_t nc, delta, q1, r1, q2, r2;
+  struct mu magu;
+  magu.a = 0;               // initialize "add" indicator
+  nc = - 1 - (-d)%d;
+  p = 63;                   // initialize p
+  q1 = 0x8000000000000000ull/nc;       // initialize q1 = 2p/nc
+  r1 = 0x8000000000000000ull - q1*nc;  // initialize r1 = rem(2p,nc)
+  q2 = 0x7FFFFFFFFFFFFFFFull/d;        // initialize q2 = (2p-1)/d
+  r2 = 0x7FFFFFFFFFFFFFFFull - q2*d;   // initialize r2 = rem((2p-1),d)
+  do {
+    p = p + 1;
+    if (r1 >= nc - r1 ) {
+      q1 = 2*q1 + 1;  // update q1
+      r1 = 2*r1 - nc; // update r1
+    }
+    else {
+      q1 = 2*q1; // update q1
+      r1 = 2*r1; // update r1
+    }
+    if (r2 + 1 >= d - r2) {
+      if (q2 >= 0x7FFFFFFFFFFFFFFFull) magu.a = 1;
+      q2 = 2*q2 + 1;     // update q2
+      r2 = 2*r2 + 1 - d; // update r2
+    }
+    else {
+      if (q2 >= 0x8000000000000000ull) magu.a = 1;
+      q2 = 2*q2;     // update q2
+      r2 = 2*r2 + 1; // update r2
+    }
+    delta = d - 1 - r2;
+  } while (p < 64 && (q1 < delta || (q1 == delta && r1 == 0)));
+  magu.m = q2 + 1; // resulting magic number
+  magu.s = p - 64;  // resulting shift
+  return magu;
+}
+
 /// MaskedValueIsZero - Return true if 'Op & Mask' is known to be zero.  We use
 /// this predicate to simplify operations downstream.  Op and Mask are known to
 /// be the same type.
@@ -570,8 +745,7 @@ SDOperand DAGCombiner::visitMUL(SDNode *N) {
     return N1;
   // fold (mul x, -1) -> 0-x
   if (N1C && N1C->isAllOnesValue())
-    return DAG.getNode(ISD::SUB, N->getValueType(0), 
-                       DAG.getConstant(0, N->getValueType(0)), N0);
+    return DAG.getNode(ISD::SUB, VT, DAG.getConstant(0, VT), N0);
   // fold (mul x, (1 << c)) -> x << c
   if (N1C && isPowerOf2_64(N1C->getValue()))
     return DAG.getNode(ISD::SHL, N->getValueType(0), N0,
@@ -602,18 +776,58 @@ SDOperand DAGCombiner::visitSDIV(SDNode *N) {
   if (N0C && N1C && !N1C->isNullValue())
     return DAG.getConstant(N0C->getSignExtended() / N1C->getSignExtended(),
                            N->getValueType(0));
+  // fold (sdiv X, 1) -> X
+  if (N1C && N1C->getSignExtended() == 1LL)
+    return N0;
+  // fold (sdiv X, -1) -> 0-X
+  if (N1C && N1C->isAllOnesValue())
+    return DAG.getNode(ISD::SUB, VT, DAG.getConstant(0, VT), N0);
   // If we know the sign bits of both operands are zero, strength reduce to a
   // udiv instead.  Handles (X&15) /s 4 -> X&15 >> 2
   uint64_t SignBit = 1ULL << (MVT::getSizeInBits(VT)-1);
   if (MaskedValueIsZero(N1, SignBit, TLI) &&
       MaskedValueIsZero(N0, SignBit, TLI))
     return DAG.getNode(ISD::UDIV, N1.getValueType(), N0, N1);
+  // fold (sdiv X, pow2) -> (add (sra X, log(pow2)), (srl X, sizeof(X)-1))
+  if (N1C && N1C->getValue() && !TLI.isIntDivCheap() && 
+      (isPowerOf2_64(N1C->getSignExtended()) || 
+       isPowerOf2_64(-N1C->getSignExtended()))) {
+    // If dividing by powers of two is cheap, then don't perform the following
+    // fold.
+    if (TLI.isPow2DivCheap())
+      return SDOperand();
+    int64_t pow2 = N1C->getSignExtended();
+    int64_t abs2 = pow2 > 0 ? pow2 : -pow2;
+    SDOperand SRL = DAG.getNode(ISD::SRL, VT, N0,
+                                DAG.getConstant(MVT::getSizeInBits(VT)-1,
+                                                TLI.getShiftAmountTy()));
+    WorkList.push_back(SRL.Val);
+    SDOperand SGN = DAG.getNode(ISD::ADD, VT, N0, SRL);
+    WorkList.push_back(SGN.Val);
+    SDOperand SRA = DAG.getNode(ISD::SRA, VT, SGN, 
+                                DAG.getConstant(Log2_64(abs2),
+                                                TLI.getShiftAmountTy()));
+    // If we're dividing by a positive value, we're done.  Otherwise, we must
+    // negate the result.
+    if (pow2 > 0)
+      return SRA;
+    WorkList.push_back(SRA.Val);
+    return DAG.getNode(ISD::SUB, VT, DAG.getConstant(0, VT), SRA);
+  }
+  // if integer divide is expensive and we satisfy the requirements, emit an
+  // alternate sequence.
+  if (N1C && (N1C->getSignExtended() < -1 || N1C->getSignExtended() > 1) && 
+      !TLI.isIntDivCheap() &&
+      TLI.isOperationLegal(ISD::MULHS, VT) && TLI.isTypeLegal(VT)) {
+    return BuildSDIV(N);
+  }
   return SDOperand();
 }
 
 SDOperand DAGCombiner::visitUDIV(SDNode *N) {
   SDOperand N0 = N->getOperand(0);
   SDOperand N1 = N->getOperand(1);
+  MVT::ValueType VT = N->getValueType(0);
   ConstantSDNode *N0C = dyn_cast<ConstantSDNode>(N0.Val);
   ConstantSDNode *N1C = dyn_cast<ConstantSDNode>(N1.Val);
   
@@ -626,6 +840,10 @@ SDOperand DAGCombiner::visitUDIV(SDNode *N) {
     return DAG.getNode(ISD::SRL, N->getValueType(0), N0,
                        DAG.getConstant(Log2_64(N1C->getValue()),
                                        TLI.getShiftAmountTy()));
+  // fold (udiv x, c) -> alternate
+  if (N1C && N1C->getValue() && TLI.isOperationLegal(ISD::MULHU, VT) &&
+      TLI.isTypeLegal(VT) && !TLI.isIntDivCheap())
+    return BuildUDIV(N);
   return SDOperand();
 }
 
@@ -2356,6 +2574,79 @@ SDOperand DAGCombiner::SimplifySetCC(MVT::ValueType VT, SDOperand N0,
   return SDOperand();
 }
 
+/// BuildSDIVSequence - Given an ISD::SDIV node expressing a divide by constant,
+/// return a DAG expression to select that will generate the same value by
+/// multiplying by a magic number.  See:
+/// <http://the.wall.riscom.net/books/proc/ppc/cwg/code2.html>
+SDOperand DAGCombiner::BuildSDIV(SDNode *N) {
+  MVT::ValueType VT = N->getValueType(0);
+  assert((VT == MVT::i32 || VT == MVT::i64) && 
+         "BuildSDIV only operates on i32 or i64!");
+  
+  int64_t d = cast<ConstantSDNode>(N->getOperand(1))->getSignExtended();
+  ms magics = (VT == MVT::i32) ? magic32(d) : magic64(d);
+  
+  // Multiply the numerator (operand 0) by the magic value
+  SDOperand Q = DAG.getNode(ISD::MULHS, VT, N->getOperand(0),
+                            DAG.getConstant(magics.m, VT));
+  // If d > 0 and m < 0, add the numerator
+  if (d > 0 && magics.m < 0) { 
+    Q = DAG.getNode(ISD::ADD, VT, Q, N->getOperand(0));
+    WorkList.push_back(Q.Val);
+  }
+  // If d < 0 and m > 0, subtract the numerator.
+  if (d < 0 && magics.m > 0) {
+    Q = DAG.getNode(ISD::SUB, VT, Q, N->getOperand(0));
+    WorkList.push_back(Q.Val);
+  }
+  // Shift right algebraic if shift value is nonzero
+  if (magics.s > 0) {
+    Q = DAG.getNode(ISD::SRA, VT, Q, 
+                    DAG.getConstant(magics.s, TLI.getShiftAmountTy()));
+    WorkList.push_back(Q.Val);
+  }
+  // Extract the sign bit and add it to the quotient
+  SDOperand T =
+    DAG.getNode(ISD::SRL, MVT::i32, Q,
+                DAG.getConstant(MVT::getSizeInBits(VT)-1,
+                                TLI.getShiftAmountTy()));
+  WorkList.push_back(T.Val);
+  return DAG.getNode(ISD::ADD, VT, Q, T);
+}
+
+/// BuildUDIVSequence - Given an ISD::UDIV node expressing a divide by constant,
+/// return a DAG expression to select that will generate the same value by
+/// multiplying by a magic number.  See:
+/// <http://the.wall.riscom.net/books/proc/ppc/cwg/code2.html>
+SDOperand DAGCombiner::BuildUDIV(SDNode *N) {
+  MVT::ValueType VT = N->getValueType(0);
+  assert((VT == MVT::i32 || VT == MVT::i64) && 
+         "BuildUDIV only operates on i32 or i64!");
+  
+  uint64_t d = cast<ConstantSDNode>(N->getOperand(1))->getValue();
+  mu magics = (VT == MVT::i32) ? magicu32(d) : magicu64(d);
+  
+  // Multiply the numerator (operand 0) by the magic value
+  SDOperand Q = DAG.getNode(ISD::MULHU, VT, N->getOperand(0),
+                            DAG.getConstant(magics.m, VT));
+  WorkList.push_back(Q.Val);
+
+  if (magics.a == 0) {
+    return DAG.getNode(ISD::SRL, VT, Q, 
+                       DAG.getConstant(magics.s, TLI.getShiftAmountTy()));
+  } else {
+    SDOperand NPQ = DAG.getNode(ISD::SUB, VT, N->getOperand(0), Q);
+    WorkList.push_back(NPQ.Val);
+    NPQ = DAG.getNode(ISD::SRL, VT, NPQ, 
+                      DAG.getConstant(1, TLI.getShiftAmountTy()));
+    WorkList.push_back(NPQ.Val);
+    NPQ = DAG.getNode(ISD::ADD, VT, NPQ, Q);
+    WorkList.push_back(NPQ.Val);
+    return DAG.getNode(ISD::SRL, VT, NPQ, 
+                       DAG.getConstant(magics.s-1, TLI.getShiftAmountTy()));
+  }
+}
+
 // SelectionDAG::Combine - This is the entry point for the file.
 //
 void SelectionDAG::Combine(bool RunningAfterLegalize) {