[PPC64LE] Remove unnecessary swaps from lane-insensitive vector computations
[oota-llvm.git] / lib / Target / PowerPC / PPCInstrVSX.td
index a7c95fb5f84966372046e653b8b87b575df5c031..44f4e8ae46740e5baafa4f29be6de366b82e4390 100644 (file)
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
+// *********************************** NOTE ***********************************
+// ** For POWER8 Little Endian, the VSX swap optimization relies on knowing  **
+// ** which VMX and VSX instructions are lane-sensitive and which are not.   **
+// ** A lane-sensitive instruction relies, implicitly or explicitly, on      **
+// ** whether lanes are numbered from left to right.  An instruction like    **
+// ** VADDFP is not lane-sensitive, because each lane of the result vector   **
+// ** relies only on the corresponding lane of the source vectors.  However, **
+// ** an instruction like VMULESB is lane-sensitive, because "even" and      **
+// ** "odd" lanes are different for big-endian and little-endian numbering.  **
+// **                                                                        **
+// ** When adding new VMX and VSX instructions, please consider whether they **
+// ** are lane-sensitive.  If so, they must be added to a switch statement   **
+// ** in PPCVSXSwapRemoval::gatherVectorInstructions().                      **
+// ****************************************************************************
+
 def PPCRegVSRCAsmOperand : AsmOperandClass {
   let Name = "RegVSRC"; let PredicateMethod = "isVSRegNumber";
 }
@@ -25,6 +40,26 @@ def vsfrc : RegisterOperand<VSFRC> {
   let ParserMatchClass = PPCRegVSFRCAsmOperand;
 }
 
+// Little-endian-specific nodes.
+def SDT_PPClxvd2x : SDTypeProfile<1, 1, [
+  SDTCisVT<0, v2f64>, SDTCisPtrTy<1>
+]>;
+def SDT_PPCstxvd2x : SDTypeProfile<0, 2, [
+  SDTCisVT<0, v2f64>, SDTCisPtrTy<1>
+]>;
+def SDT_PPCxxswapd : SDTypeProfile<1, 1, [
+  SDTCisSameAs<0, 1>
+]>;
+
+def PPClxvd2x  : SDNode<"PPCISD::LXVD2X", SDT_PPClxvd2x,
+                        [SDNPHasChain, SDNPMayLoad]>;
+def PPCstxvd2x : SDNode<"PPCISD::STXVD2X", SDT_PPCstxvd2x,
+                        [SDNPHasChain, SDNPMayStore]>;
+def PPCxxswapd : SDNode<"PPCISD::XXSWAPD", SDT_PPCxxswapd, [SDNPHasChain]>;
+def PPCmfvsr : SDNode<"PPCISD::MFVSR", SDTUnaryOp, []>;
+def PPCmtvsra : SDNode<"PPCISD::MTVSRA", SDTUnaryOp, []>;
+def PPCmtvsrz : SDNode<"PPCISD::MTVSRZ", SDTUnaryOp, []>;
+
 multiclass XX3Form_Rcr<bits<6> opcode, bits<7> xo, dag OOL, dag IOL,
                     string asmbase, string asmstr, InstrItinClass itin,
                     list<dag> pattern> {
@@ -40,13 +75,16 @@ multiclass XX3Form_Rcr<bits<6> opcode, bits<7> xo, dag OOL, dag IOL,
 }
 
 def HasVSX : Predicate<"PPCSubTarget->hasVSX()">;
+def IsLittleEndian : Predicate<"PPCSubTarget->isLittleEndian()">;
+def IsBigEndian : Predicate<"!PPCSubTarget->isLittleEndian()">;
+
 let Predicates = [HasVSX] in {
 let AddedComplexity = 400 in { // Prefer VSX patterns over non-VSX patterns.
-let neverHasSideEffects = 1 in { // VSX instructions don't have side effects.
+let hasSideEffects = 0 in { // VSX instructions don't have side effects.
 let Uses = [RM] in {
 
   // Load indexed instructions
-  let mayLoad = 1, canFoldAsLoad = 1 in {
+  let mayLoad = 1 in {
     def LXSDX : XX1Form<31, 588,
                         (outs vsfrc:$XT), (ins memrr:$src),
                         "lxsdx $XT, $src", IIC_LdStLFD,
@@ -55,7 +93,7 @@ let Uses = [RM] in {
     def LXVD2X : XX1Form<31, 844,
                          (outs vsrc:$XT), (ins memrr:$src),
                          "lxvd2x $XT, $src", IIC_LdStLFD,
-                         [(set v2f64:$XT, (load xoaddr:$src))]>;
+                         [(set v2f64:$XT, (int_ppc_vsx_lxvd2x xoaddr:$src))]>;
 
     def LXVDSX : XX1Form<31, 332,
                          (outs vsrc:$XT), (ins memrr:$src),
@@ -64,7 +102,7 @@ let Uses = [RM] in {
     def LXVW4X : XX1Form<31, 780,
                          (outs vsrc:$XT), (ins memrr:$src),
                          "lxvw4x $XT, $src", IIC_LdStLFD,
-                         [(set v4i32:$XT, (load xoaddr:$src))]>;
+                         [(set v4i32:$XT, (int_ppc_vsx_lxvw4x xoaddr:$src))]>;
   }
 
   // Store indexed instructions
@@ -643,24 +681,36 @@ let Uses = [RM] in {
   let isCommutable = 1 in {
   def XSMAXDP : XX3Form<60, 160,
                         (outs vsfrc:$XT), (ins vsfrc:$XA, vsfrc:$XB),
-                        "xsmaxdp $XT, $XA, $XB", IIC_VecFP, []>;
+                        "xsmaxdp $XT, $XA, $XB", IIC_VecFP,
+                        [(set vsfrc:$XT,
+                              (int_ppc_vsx_xsmaxdp vsfrc:$XA, vsfrc:$XB))]>;
   def XSMINDP : XX3Form<60, 168,
                         (outs vsfrc:$XT), (ins vsfrc:$XA, vsfrc:$XB),
-                        "xsmindp $XT, $XA, $XB", IIC_VecFP, []>;
+                        "xsmindp $XT, $XA, $XB", IIC_VecFP,
+                        [(set vsfrc:$XT,
+                              (int_ppc_vsx_xsmindp vsfrc:$XA, vsfrc:$XB))]>;
 
   def XVMAXDP : XX3Form<60, 224,
                         (outs vsrc:$XT), (ins vsrc:$XA, vsrc:$XB),
-                        "xvmaxdp $XT, $XA, $XB", IIC_VecFP, []>;
+                        "xvmaxdp $XT, $XA, $XB", IIC_VecFP,
+                        [(set vsrc:$XT,
+                              (int_ppc_vsx_xvmaxdp vsrc:$XA, vsrc:$XB))]>;
   def XVMINDP : XX3Form<60, 232,
                         (outs vsrc:$XT), (ins vsrc:$XA, vsrc:$XB),
-                        "xvmindp $XT, $XA, $XB", IIC_VecFP, []>;
+                        "xvmindp $XT, $XA, $XB", IIC_VecFP,
+                        [(set vsrc:$XT,
+                              (int_ppc_vsx_xvmindp vsrc:$XA, vsrc:$XB))]>;
 
   def XVMAXSP : XX3Form<60, 192,
                         (outs vsrc:$XT), (ins vsrc:$XA, vsrc:$XB),
-                        "xvmaxsp $XT, $XA, $XB", IIC_VecFP, []>;
+                        "xvmaxsp $XT, $XA, $XB", IIC_VecFP,
+                        [(set vsrc:$XT,
+                              (int_ppc_vsx_xvmaxsp vsrc:$XA, vsrc:$XB))]>;
   def XVMINSP : XX3Form<60, 200,
                         (outs vsrc:$XT), (ins vsrc:$XA, vsrc:$XB),
-                        "xvminsp $XT, $XA, $XB", IIC_VecFP, []>;
+                        "xvminsp $XT, $XA, $XB", IIC_VecFP,
+                        [(set vsrc:$XT,
+                              (int_ppc_vsx_xvminsp vsrc:$XA, vsrc:$XB))]>;
   } // isCommutable
 } // Uses = [RM]
 
@@ -716,7 +766,7 @@ let Uses = [RM] in {
   def XXSPLTW : XX2Form_2<60, 164,
                        (outs vsrc:$XT), (ins vsrc:$XB, u2imm:$UIM),
                        "xxspltw $XT, $XB, $UIM", IIC_VecPerm, []>;
-} // neverHasSideEffects
+} // hasSideEffects
 
 // SELECT_CC_* - Used to implement the SELECT_CC DAG operation.  Expanded after
 // instruction selection into a branch sequence.
@@ -761,6 +811,8 @@ def : InstAlias<"xxswapd $XT, $XB",
                 (XXPERMDI vsrc:$XT, vsrc:$XB, vsrc:$XB, 2)>;
 
 let AddedComplexity = 400 in { // Prefer VSX patterns over non-VSX patterns.
+
+let Predicates = [IsBigEndian] in {
 def : Pat<(v2f64 (scalar_to_vector f64:$A)),
           (v2f64 (SUBREG_TO_REG (i64 1), $A, sub_64))>;
 
@@ -768,6 +820,18 @@ def : Pat<(f64 (vector_extract v2f64:$S, 0)),
           (f64 (EXTRACT_SUBREG $S, sub_64))>;
 def : Pat<(f64 (vector_extract v2f64:$S, 1)),
           (f64 (EXTRACT_SUBREG (XXPERMDI $S, $S, 2), sub_64))>;
+}
+
+let Predicates = [IsLittleEndian] in {
+def : Pat<(v2f64 (scalar_to_vector f64:$A)),
+          (v2f64 (XXPERMDI (SUBREG_TO_REG (i64 1), $A, sub_64),
+                           (SUBREG_TO_REG (i64 1), $A, sub_64), 0))>;
+
+def : Pat<(f64 (vector_extract v2f64:$S, 0)),
+          (f64 (EXTRACT_SUBREG (XXPERMDI $S, $S, 2), sub_64))>;
+def : Pat<(f64 (vector_extract v2f64:$S, 1)),
+          (f64 (EXTRACT_SUBREG $S, sub_64))>;
+}
 
 // Additional fnmsub patterns: -a*c + b == -(a*c - b)
 def : Pat<(fma (fneg f64:$A), f64:$C, f64:$B),
@@ -839,11 +903,24 @@ def : Pat<(v2f64 (sint_to_fp (sext_inreg v2i64:$C, v2i32))),
           (XVCVSXWDP (XXSLDWI $C, $C, 1))>;
 
 // Loads.
+def : Pat<(v2f64 (load xoaddr:$src)), (LXVD2X xoaddr:$src)>;
+def : Pat<(v2i64 (load xoaddr:$src)), (LXVD2X xoaddr:$src)>;
 def : Pat<(v4i32 (load xoaddr:$src)), (LXVW4X xoaddr:$src)>;
+def : Pat<(v2f64 (PPClxvd2x xoaddr:$src)), (LXVD2X xoaddr:$src)>;
 
 // Stores.
-def : Pat<(store v4i32:$rS, xoaddr:$dst),
+def : Pat<(int_ppc_vsx_stxvd2x v2f64:$rS, xoaddr:$dst),
+          (STXVD2X $rS, xoaddr:$dst)>;
+def : Pat<(store v2i64:$rS, xoaddr:$dst), (STXVD2X $rS, xoaddr:$dst)>;
+def : Pat<(int_ppc_vsx_stxvw4x v4i32:$rS, xoaddr:$dst),
           (STXVW4X $rS, xoaddr:$dst)>;
+def : Pat<(PPCstxvd2x v2f64:$rS, xoaddr:$dst), (STXVD2X $rS, xoaddr:$dst)>;
+
+// Permutes.
+def : Pat<(v2f64 (PPCxxswapd v2f64:$src)), (XXPERMDI $src, $src, 2)>;
+def : Pat<(v2i64 (PPCxxswapd v2i64:$src)), (XXPERMDI $src, $src, 2)>;
+def : Pat<(v4f32 (PPCxxswapd v4f32:$src)), (XXPERMDI $src, $src, 2)>;
+def : Pat<(v4i32 (PPCxxswapd v4i32:$src)), (XXPERMDI $src, $src, 2)>;
 
 // Selects.
 def : Pat<(v2f64 (selectcc i1:$lhs, i1:$rhs, v2f64:$tval, v2f64:$fval, SETLT)),
@@ -872,6 +949,59 @@ def : Pat<(f64 (selectcc i1:$lhs, i1:$rhs, f64:$tval, f64:$fval, SETGT)),
 def : Pat<(f64 (selectcc i1:$lhs, i1:$rhs, f64:$tval, f64:$fval, SETNE)),
           (SELECT_VSFRC (CRXOR $lhs, $rhs), $tval, $fval)>;
 
+// Divides.
+def : Pat<(int_ppc_vsx_xvdivsp v4f32:$A, v4f32:$B),
+          (XVDIVSP $A, $B)>;
+def : Pat<(int_ppc_vsx_xvdivdp v2f64:$A, v2f64:$B),
+          (XVDIVDP $A, $B)>;
+
 } // AddedComplexity
 } // HasVSX
 
+// The following VSX instructions were introduced in Power ISA 2.07
+/* FIXME: if the operands are v2i64, these patterns will not match.
+   we should define new patterns or otherwise match the same patterns
+   when the elements are larger than i32.
+*/
+def HasP8Vector : Predicate<"PPCSubTarget->hasP8Vector()">;
+def HasDirectMove : Predicate<"PPCSubTarget->hasDirectMove()">;
+let Predicates = [HasP8Vector] in {
+let AddedComplexity = 400 in { // Prefer VSX patterns over non-VSX patterns.
+let isCommutable = 1 in {
+  def XXLEQV : XX3Form<60, 186,
+                       (outs vsrc:$XT), (ins vsrc:$XA, vsrc:$XB),
+                       "xxleqv $XT, $XA, $XB", IIC_VecGeneral,
+                       [(set v4i32:$XT, (vnot_ppc (xor v4i32:$XA, v4i32:$XB)))]>;
+  def XXLNAND : XX3Form<60, 178,
+                        (outs vsrc:$XT), (ins vsrc:$XA, vsrc:$XB),
+                        "xxlnand $XT, $XA, $XB", IIC_VecGeneral,
+                        [(set v4i32:$XT, (vnot_ppc (and v4i32:$XA,
+                                                    v4i32:$XB)))]>;
+  } // isCommutable
+def XXLORC : XX3Form<60, 170,
+                     (outs vsrc:$XT), (ins vsrc:$XA, vsrc:$XB),
+                     "xxlorc $XT, $XA, $XB", IIC_VecGeneral,
+                     [(set v4i32:$XT, (or v4i32:$XA, (vnot_ppc v4i32:$XB)))]>;
+} // AddedComplexity = 500
+} // HasP8Vector
+
+let Predicates = [HasDirectMove, HasVSX] in {
+// VSX direct move instructions
+def MFVSRD : XX1_RS6_RD5_XO<31, 51, (outs g8rc:$rA), (ins vsfrc:$XT),
+                            "mfvsrd $rA, $XT", IIC_VecGeneral,
+                            [(set i64:$rA, (PPCmfvsr f64:$XT))]>,
+    Requires<[In64BitMode]>;
+def MFVSRWZ : XX1_RS6_RD5_XO<31, 115, (outs gprc:$rA), (ins vsfrc:$XT),
+                             "mfvsrwz $rA, $XT", IIC_VecGeneral,
+                             [(set i32:$rA, (PPCmfvsr f64:$XT))]>;
+def MTVSRD : XX1_RS6_RD5_XO<31, 179, (outs vsfrc:$XT), (ins g8rc:$rA),
+                            "mtvsrd $XT, $rA", IIC_VecGeneral,
+                            [(set f64:$XT, (PPCmtvsra i64:$rA))]>,
+    Requires<[In64BitMode]>;
+def MTVSRWA : XX1_RS6_RD5_XO<31, 211, (outs vsfrc:$XT), (ins gprc:$rA),
+                             "mtvsrwa $XT, $rA", IIC_VecGeneral,
+                             [(set f64:$XT, (PPCmtvsra i32:$rA))]>;
+def MTVSRWZ : XX1_RS6_RD5_XO<31, 243, (outs vsfrc:$XT), (ins gprc:$rA),
+                             "mtvsrwz $XT, $rA", IIC_VecGeneral,
+                             [(set f64:$XT, (PPCmtvsrz i32:$rA))]>;
+} // HasDirectMove, HasVSX