Simplify code in Neon intrinsics. No functional changes intended.
[oota-llvm.git] / utils / TableGen / NeonEmitter.cpp
index d0b3fc1f3b4926330ea59616dea574fdb816b87d..44020a5f22ebd4937403caec47685b0c90e11048 100644 (file)
 // a declaration and definition of each function specified by the ARM NEON 
 // compiler interface.  See ARM document DUI0348B.
 //
+// Each NEON instruction is implemented in terms of 1 or more functions which
+// are suffixed with the element type of the input vectors.  Functions may be 
+// implemented in terms of generic vector operations such as +, *, -, etc. or
+// by calling a __builtin_-prefixed function which will be handled by clang's
+// CodeGen library.
+//
+// Additional validation code can be generated by this file when runHeader() is
+// called, rather than the normal run() entry point.
+//
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 #include "NeonEmitter.h"
-#include "Record.h"
 #include "llvm/ADT/SmallString.h"
 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
 #include "llvm/ADT/StringExtras.h"
-#include "llvm/ADT/StringMap.h"
 #include <string>
 
 using namespace llvm;
 
-enum OpKind {
-  OpNone,
-  OpAdd,
-  OpSub,
-  OpMul,
-  OpMla,
-  OpMls,
-  OpEq,
-  OpGe,
-  OpLe,
-  OpGt,
-  OpLt,
-  OpNeg,
-  OpNot,
-  OpAnd,
-  OpOr,
-  OpXor,
-  OpAndNot,
-  OpOrNot
-};
-
+/// ParseTypes - break down a string such as "fQf" into a vector of StringRefs,
+/// which each StringRef representing a single type declared in the string.
+/// for "fQf" we would end up with 2 StringRefs, "f", and "Qf", representing
+/// 2xfloat and 4xfloat respectively.
 static void ParseTypes(Record *r, std::string &s,
                        SmallVectorImpl<StringRef> &TV) {
   const char *data = s.data();
@@ -72,6 +62,8 @@ static void ParseTypes(Record *r, std::string &s,
   }
 }
 
+/// Widen - Convert a type code into the next wider type.  char -> short,
+/// short -> int, etc.
 static char Widen(const char t) {
   switch (t) {
     case 'c':
@@ -85,6 +77,25 @@ static char Widen(const char t) {
   return '\0';
 }
 
+/// Narrow - Convert a type code into the next smaller type.  short -> char,
+/// float -> half float, etc.
+static char Narrow(const char t) {
+  switch (t) {
+    case 's':
+      return 'c';
+    case 'i':
+      return 's';
+    case 'l':
+      return 'i';
+    case 'f':
+      return 'h';
+    default: throw "unhandled type in narrow!";
+  }
+  return '\0';
+}
+
+/// For a particular StringRef, return the base type code, and whether it has
+/// the quad-vector, polynomial, or unsigned modifiers set.
 static char ClassifyType(StringRef ty, bool &quad, bool &poly, bool &usgn) {
   unsigned off = 0;
   
@@ -110,36 +121,37 @@ static char ClassifyType(StringRef ty, bool &quad, bool &poly, bool &usgn) {
   return ty[off];
 }
 
-static std::string TypeString(const char mod, StringRef typestr) {
-  bool quad = false;
-  bool poly = false;
-  bool usgn = false;
-  bool scal = false;
-  bool cnst = false;
-  bool pntr = false;
-  
-  // base type to get the type string for.
-  char type = ClassifyType(typestr, quad, poly, usgn);
-  
-  // Based on the modifying character, change the type and width if necessary.
+/// ModType - Transform a type code and its modifiers based on a mod code. The
+/// mod code definitions may be found at the top of arm_neon.td.
+static char ModType(const char mod, char type, bool &quad, bool &poly,
+                    bool &usgn, bool &scal, bool &cnst, bool &pntr) {
   switch (mod) {
-    case 'v':
-      return "void";
-    case 'i':
-      return "int";
     case 't':
       if (poly) {
         poly = false;
         usgn = true;
       }
       break;
-    case 'x':
+    case 'u':
       usgn = true;
+      poly = false;
+      if (type == 'f')
+        type = 'i';
+      break;
+    case 'x':
+      usgn = false;
+      poly = false;
       if (type == 'f')
         type = 'i';
       break;
     case 'f':
+      if (type == 'h')
+        quad = true;
       type = 'f';
+      usgn = false;
+      break;
+    case 'g':
+      quad = false;
       break;
     case 'w':
       type = Widen(type);
@@ -148,12 +160,17 @@ static std::string TypeString(const char mod, StringRef typestr) {
     case 'n':
       type = Widen(type);
       break;
+    case 'i':
+      type = 'i';
+      scal = true;
+      break;
     case 'l':
       type = 'l';
       scal = true;
       usgn = true;
       break;
     case 's':
+    case 'a':
       scal = true;
       break;
     case 'k':
@@ -165,9 +182,41 @@ static std::string TypeString(const char mod, StringRef typestr) {
       pntr = true;
       scal = true;
       break;
+    case 'h':
+      type = Narrow(type);
+      if (type == 'h')
+        quad = false;
+      break;
+    case 'e':
+      type = Narrow(type);
+      usgn = true;
+      break;
     default:
       break;
   }
+  return type;
+}
+
+/// TypeString - for a modifier and type, generate the name of the typedef for
+/// that type.  QUc -> uint8x8_t.
+static std::string TypeString(const char mod, StringRef typestr) {
+  bool quad = false;
+  bool poly = false;
+  bool usgn = false;
+  bool scal = false;
+  bool cnst = false;
+  bool pntr = false;
+  
+  if (mod == 'v')
+    return "void";
+  if (mod == 'i')
+    return "int";
+  
+  // base type to get the type string for.
+  char type = ClassifyType(typestr, quad, poly, usgn);
+  
+  // Based on the modifying character, change the type and width if necessary.
+  type = ModType(mod, type, quad, poly, usgn, scal, cnst, pntr);
   
   SmallString<128> s;
   
@@ -235,8 +284,109 @@ static std::string TypeString(const char mod, StringRef typestr) {
   return s.str();
 }
 
-// Turn "vst2_lane" into "vst2q_lane_f32", etc.
-static std::string MangleName(const std::string &name, StringRef typestr) {
+/// BuiltinTypeString - for a modifier and type, generate the clang
+/// BuiltinsARM.def prototype code for the function.  See the top of clang's
+/// Builtins.def for a description of the type strings.
+static std::string BuiltinTypeString(const char mod, StringRef typestr,
+                                     ClassKind ck, bool ret) {
+  bool quad = false;
+  bool poly = false;
+  bool usgn = false;
+  bool scal = false;
+  bool cnst = false;
+  bool pntr = false;
+  
+  if (mod == 'v')
+    return "v"; // void
+  if (mod == 'i')
+    return "i"; // int
+  
+  // base type to get the type string for.
+  char type = ClassifyType(typestr, quad, poly, usgn);
+  
+  // Based on the modifying character, change the type and width if necessary.
+  type = ModType(mod, type, quad, poly, usgn, scal, cnst, pntr);
+
+  // All pointers are void* pointers.  Change type to 'v' now.
+  if (pntr) {
+    usgn = false;
+    poly = false;
+    type = 'v';
+  }
+  // Treat half-float ('h') types as unsigned short ('s') types.
+  if (type == 'h') {
+    type = 's';
+    usgn = true;
+  }
+  usgn = usgn | poly | ((ck == ClassI || ck == ClassW) && scal && type != 'f');
+
+  if (scal) {
+    SmallString<128> s;
+
+    if (usgn)
+      s.push_back('U');
+    else if (type == 'c')
+      s.push_back('S'); // make chars explicitly signed
+    
+    if (type == 'l') // 64-bit long
+      s += "LLi";
+    else
+      s.push_back(type);
+    if (cnst)
+      s.push_back('C');
+    if (pntr)
+      s.push_back('*');
+    return s.str();
+  }
+
+  // Since the return value must be one type, return a vector type of the
+  // appropriate width which we will bitcast.  An exception is made for
+  // returning structs of 2, 3, or 4 vectors which are returned in a sret-like
+  // fashion, storing them to a pointer arg.
+  if (ret) {
+    if (mod >= '2' && mod <= '4')
+      return "vv*"; // void result with void* first argument
+    if (mod == 'f' || (ck != ClassB && type == 'f'))
+      return quad ? "V4f" : "V2f";
+    if (ck != ClassB && type == 's')
+      return quad ? "V8s" : "V4s";
+    if (ck != ClassB && type == 'i')
+      return quad ? "V4i" : "V2i";
+    if (ck != ClassB && type == 'l')
+      return quad ? "V2LLi" : "V1LLi";
+    
+    return quad ? "V16Sc" : "V8Sc";
+  }    
+
+  // Non-return array types are passed as individual vectors.
+  if (mod == '2')
+    return quad ? "V16ScV16Sc" : "V8ScV8Sc";
+  if (mod == '3')
+    return quad ? "V16ScV16ScV16Sc" : "V8ScV8ScV8Sc";
+  if (mod == '4')
+    return quad ? "V16ScV16ScV16ScV16Sc" : "V8ScV8ScV8ScV8Sc";
+
+  if (mod == 'f' || (ck != ClassB && type == 'f'))
+    return quad ? "V4f" : "V2f";
+  if (ck != ClassB && type == 's')
+    return quad ? "V8s" : "V4s";
+  if (ck != ClassB && type == 'i')
+    return quad ? "V4i" : "V2i";
+  if (ck != ClassB && type == 'l')
+    return quad ? "V2LLi" : "V1LLi";
+  
+  return quad ? "V16Sc" : "V8Sc";
+}
+
+/// MangleName - Append a type or width suffix to a base neon function name, 
+/// and insert a 'q' in the appropriate location if the operation works on
+/// 128b rather than 64b.   E.g. turn "vst2_lane" into "vst2q_lane_f32", etc.
+static std::string MangleName(const std::string &name, StringRef typestr,
+                              ClassKind ck) {
+  if (name == "vcvt_f32_f16")
+    return name;
+  
   bool quad = false;
   bool poly = false;
   bool usgn = false;
@@ -245,29 +395,61 @@ static std::string MangleName(const std::string &name, StringRef typestr) {
   std::string s = name;
   
   switch (type) {
-    case 'c':
-      s += poly ? "_p8" : usgn ? "_u8" : "_s8";
-      break;
-    case 's':
-      s += poly ? "_p16" : usgn ? "_u16" : "_s16";
-      break;
-    case 'i':
-      s += usgn ? "_u32" : "_s32";
-      break;
-    case 'l':
-      s += usgn ? "_u64" : "_s64";
-      break;
-    case 'h':
-      s += "_f16";
-      break;
-    case 'f':
-      s += "_f32";
-      break;
-    default:
-      throw "unhandled type!";
-      break;
+  case 'c':
+    switch (ck) {
+    case ClassS: s += poly ? "_p8" : usgn ? "_u8" : "_s8"; break;
+    case ClassI: s += "_i8"; break;
+    case ClassW: s += "_8"; break;
+    default: break;
+    }
+    break;
+  case 's':
+    switch (ck) {
+    case ClassS: s += poly ? "_p16" : usgn ? "_u16" : "_s16"; break;
+    case ClassI: s += "_i16"; break;
+    case ClassW: s += "_16"; break;
+    default: break;
+    }
+    break;
+  case 'i':
+    switch (ck) {
+    case ClassS: s += usgn ? "_u32" : "_s32"; break;
+    case ClassI: s += "_i32"; break;
+    case ClassW: s += "_32"; break;
+    default: break;
+    }
+    break;
+  case 'l':
+    switch (ck) {
+    case ClassS: s += usgn ? "_u64" : "_s64"; break;
+    case ClassI: s += "_i64"; break;
+    case ClassW: s += "_64"; break;
+    default: break;
+    }
+    break;
+  case 'h':
+    switch (ck) {
+    case ClassS:
+    case ClassI: s += "_f16"; break;
+    case ClassW: s += "_16"; break;
+    default: break;
+    }
+    break;
+  case 'f':
+    switch (ck) {
+    case ClassS:
+    case ClassI: s += "_f32"; break;
+    case ClassW: s += "_32"; break;
+    default: break;
+    }
+    break;
+  default:
+    throw "unhandled type!";
+    break;
   }
-
+  if (ck == ClassB)
+    s += "_v";
+    
   // Insert a 'q' before the first '_' character so that it ends up before 
   // _lane or _n on vector-scalar operations.
   if (quad) {
@@ -279,14 +461,17 @@ static std::string MangleName(const std::string &name, StringRef typestr) {
 
 // Generate the string "(argtype a, argtype b, ...)"
 static std::string GenArgs(const std::string &proto, StringRef typestr) {
+  bool define = proto.find('i') != std::string::npos;
   char arg = 'a';
   
   std::string s;
   s += "(";
   
   for (unsigned i = 1, e = proto.size(); i != e; ++i, ++arg) {
-    s += TypeString(proto[i], typestr);
-    s.push_back(' ');
+    if (!define) {
+      s += TypeString(proto[i], typestr);
+      s.push_back(' ');
+    }
     s.push_back(arg);
     if ((i + 1) < e)
       s += ", ";
@@ -296,53 +481,399 @@ static std::string GenArgs(const std::string &proto, StringRef typestr) {
   return s;
 }
 
-static OpKind ParseOp(Record *R) {
-  return OpNone;
+// Generate the local temporaries used to provide type checking for macro
+// arguments.
+static std::string GenMacroLocals(const std::string &proto, StringRef typestr) {
+  char arg = 'a';
+  std::string s;
+  
+  for (unsigned i = 1, e = proto.size(); i != e; ++i, ++arg) {
+    // Do not create a temporary for an immediate argument.
+    // That would defeat the whole point of using a macro!
+    if (proto[i] == 'i') continue;
+
+    s += TypeString(proto[i], typestr) + " __";
+    s.push_back(arg);
+    s += " = (";
+    s.push_back(arg);
+    s += "); ";
+  }
+  
+  s += "\\\n  ";
+  return s;
+}
+
+static std::string Duplicate(unsigned nElts, StringRef typestr, 
+                             const std::string &a) {
+  std::string s;
+  
+  s = "(" + TypeString('d', typestr) + "){ ";
+  for (unsigned i = 0; i != nElts; ++i) {
+    s += a;
+    if ((i + 1) < nElts)
+      s += ", ";
+  }
+  s += " }";
+  
+  return s;
+}
+
+static unsigned GetNumElements(StringRef typestr, bool &quad) {
+  quad = false;
+  bool dummy = false;
+  char type = ClassifyType(typestr, quad, dummy, dummy);
+  unsigned nElts = 0;
+  switch (type) {
+  case 'c': nElts = 8; break;
+  case 's': nElts = 4; break;
+  case 'i': nElts = 2; break;
+  case 'l': nElts = 1; break;
+  case 'h': nElts = 4; break;
+  case 'f': nElts = 2; break;
+  default:
+    throw "unhandled type!";
+    break;
+  }
+  if (quad) nElts <<= 1;
+  return nElts;
 }
 
 // Generate the definition for this intrinsic, e.g. "a + b" for OpAdd.
-// If structTypes is true, the NEON types are structs of vector types rather
-// than vector types, and the call becomes "a.val + b.val"
 static std::string GenOpString(OpKind op, const std::string &proto,
-                               bool structTypes = true) {
-  return "";
+                               StringRef typestr) {
+  bool quad;
+  unsigned nElts = GetNumElements(typestr, quad);
+  
+  std::string ts = TypeString(proto[0], typestr);
+  std::string s;
+  if (op == OpHi || op == OpLo) {
+    s = "union { " + ts + " r; double d; } u; u.d = ";
+  } else {
+    s = "return ";
+  }
+  
+  switch(op) {
+  case OpAdd:
+    s += "a + b;";
+    break;
+  case OpSub:
+    s += "a - b;";
+    break;
+  case OpMulN:
+    s += "a * " + Duplicate(nElts, typestr, "b") + ";";
+    break;
+  case OpMul:
+    s += "a * b;";
+    break;
+  case OpMlaN:
+    s += "a + (b * " + Duplicate(nElts, typestr, "c") + ");";
+    break;
+  case OpMla:
+    s += "a + (b * c);";
+    break;
+  case OpMlsN:
+    s += "a - (b * " + Duplicate(nElts, typestr, "c") + ");";
+    break;
+  case OpMls:
+    s += "a - (b * c);";
+    break;
+  case OpEq:
+    s += "(" + ts + ")(a == b);";
+    break;
+  case OpGe:
+    s += "(" + ts + ")(a >= b);";
+    break;
+  case OpLe:
+    s += "(" + ts + ")(a <= b);";
+    break;
+  case OpGt:
+    s += "(" + ts + ")(a > b);";
+    break;
+  case OpLt:
+    s += "(" + ts + ")(a < b);";
+    break;
+  case OpNeg:
+    s += " -a;";
+    break;
+  case OpNot:
+    s += " ~a;";
+    break;
+  case OpAnd:
+    s += "a & b;";
+    break;
+  case OpOr:
+    s += "a | b;";
+    break;
+  case OpXor:
+    s += "a ^ b;";
+    break;
+  case OpAndNot:
+    s += "a & ~b;";
+    break;
+  case OpOrNot:
+    s += "a | ~b;";
+    break;
+  case OpCast:
+    s += "(" + ts + ")a;";
+    break;
+  case OpConcat:
+    s += "(" + ts + ")__builtin_shufflevector((int64x1_t)a";
+    s += ", (int64x1_t)b, 0, 1);";
+    break;
+  case OpHi:
+    s += "(((float64x2_t)a)[1]);";
+    break;
+  case OpLo:
+    s += "(((float64x2_t)a)[0]);";
+    break;
+  case OpDup:
+    s += Duplicate(nElts, typestr, "a") + ";";
+    break;
+  case OpSelect:
+    // ((0 & 1) | (~0 & 2))
+    s += "(" + ts + ")";
+    ts = TypeString(proto[1], typestr);
+    s += "((a & (" + ts + ")b) | ";
+    s += "(~a & (" + ts + ")c));";
+    break;
+  case OpRev16:
+    s += "__builtin_shufflevector(a, a";
+    for (unsigned i = 2; i <= nElts; i += 2)
+      for (unsigned j = 0; j != 2; ++j)
+        s += ", " + utostr(i - j - 1);
+    s += ");";
+    break;
+  case OpRev32: {
+    unsigned WordElts = nElts >> (1 + (int)quad);
+    s += "__builtin_shufflevector(a, a";
+    for (unsigned i = WordElts; i <= nElts; i += WordElts)
+      for (unsigned j = 0; j != WordElts; ++j)
+        s += ", " + utostr(i - j - 1);
+    s += ");";
+    break;
+  }
+  case OpRev64: {
+    unsigned DblWordElts = nElts >> (int)quad;
+    s += "__builtin_shufflevector(a, a";
+    for (unsigned i = DblWordElts; i <= nElts; i += DblWordElts)
+      for (unsigned j = 0; j != DblWordElts; ++j)
+        s += ", " + utostr(i - j - 1);
+    s += ");";
+    break;
+  }
+  default:
+    throw "unknown OpKind!";
+    break;
+  }
+  if (op == OpHi || op == OpLo)
+    s += " return u.r;";
+  return s;
 }
 
-// Generate the definition for this intrinsic, e.g. __builtin_neon_cls(a)
-// If structTypes is true, the NEON types are structs of vector types rather
-// than vector types, and the call becomes __builtin_neon_cls(a.val)
-static std::string GenBuiltin(const std::string &name, const std::string &proto,
-                              StringRef typestr, bool structTypes = true) {
-  char arg = 'a';
-  std::string s("return ");
+static unsigned GetNeonEnum(const std::string &proto, StringRef typestr) {
+  unsigned mod = proto[0];
+  unsigned ret = 0;
+
+  if (mod == 'v' || mod == 'f')
+    mod = proto[1];
+
+  bool quad = false;
+  bool poly = false;
+  bool usgn = false;
+  bool scal = false;
+  bool cnst = false;
+  bool pntr = false;
   
-  // FIXME: if return type is 2/3/4, emit unioning code.
+  // Base type to get the type string for.
+  char type = ClassifyType(typestr, quad, poly, usgn);
   
-  if (structTypes) {
-    s += "(";
-    s += TypeString(proto[0], typestr);
-    s += "){";
+  // Based on the modifying character, change the type and width if necessary.
+  type = ModType(mod, type, quad, poly, usgn, scal, cnst, pntr);
+
+  if (usgn)
+    ret |= 0x08;
+  if (quad && proto[1] != 'g')
+    ret |= 0x10;
+  
+  switch (type) {
+    case 'c': 
+      ret |= poly ? 5 : 0;
+      break;
+    case 's':
+      ret |= poly ? 6 : 1;
+      break;
+    case 'i':
+      ret |= 2;
+      break;
+    case 'l':
+      ret |= 3;
+      break;
+    case 'h':
+      ret |= 7;
+      break;
+    case 'f':
+      ret |= 4;
+      break;
+    default:
+      throw "unhandled type!";
+      break;
+  }
+  return ret;
+}
+
+// Generate the definition for this intrinsic, e.g. __builtin_neon_cls(a)
+static std::string GenBuiltin(const std::string &name, const std::string &proto,
+                              StringRef typestr, ClassKind ck) {
+  std::string s;
+
+  // If this builtin returns a struct 2, 3, or 4 vectors, pass it as an implicit
+  // sret-like argument.
+  bool sret = (proto[0] >= '2' && proto[0] <= '4');
+
+  // If this builtin takes an immediate argument, we need to #define it rather
+  // than use a standard declaration, so that SemaChecking can range check
+  // the immediate passed by the user.
+  bool define = proto.find('i') != std::string::npos;
+
+  // Check if the prototype has a scalar operand with the type of the vector
+  // elements.  If not, bitcasting the args will take care of arg checking.
+  // The actual signedness etc. will be taken care of with special enums.
+  if (proto.find('s') == std::string::npos)
+    ck = ClassB;
+
+  // Macro arguments are not type-checked like inline function arguments, so
+  // assign them to local temporaries to get the right type checking.
+  if (define)
+    s += GenMacroLocals(proto, typestr);
+
+  if (proto[0] != 'v') {
+    std::string ts = TypeString(proto[0], typestr);
+    
+    if (define) {
+      if (sret)
+        s += ts + " r; ";
+      else
+        s += "(" + ts + ")";
+    } else if (sret) {
+      s += ts + " r; ";
+    } else {
+      s += "return (" + ts + ")";
+    }
   }
   
+  bool splat = proto.find('a') != std::string::npos;
+  
   s += "__builtin_neon_";
-  s += name;
+  if (splat) {
+    // Call the non-splat builtin: chop off the "_n" suffix from the name.
+    std::string vname(name, 0, name.size()-2);
+    s += MangleName(vname, typestr, ck);
+  } else {
+    s += MangleName(name, typestr, ck);
+  }
   s += "(";
+
+  // Pass the address of the return variable as the first argument to sret-like
+  // builtins.
+  if (sret)
+    s += "&r, ";
   
+  char arg = 'a';
   for (unsigned i = 1, e = proto.size(); i != e; ++i, ++arg) {
-    s.push_back(arg);
-    if (structTypes)
-      s += ".val";
+    std::string args = std::string(&arg, 1);
+
+    // For macros, use the local temporaries instead of the macro arguments.
+    if (define && proto[i] != 'i')
+      args = "__" + args;
+
+    bool argQuad = false;
+    bool argPoly = false;
+    bool argUsgn = false;
+    bool argScalar = false;
+    bool dummy = false;
+    char argType = ClassifyType(typestr, argQuad, argPoly, argUsgn);
+    argType = ModType(proto[i], argType, argQuad, argPoly, argUsgn, argScalar,
+                      dummy, dummy);
+
+    // Handle multiple-vector values specially, emitting each subvector as an
+    // argument to the __builtin.
+    if (proto[i] >= '2' && proto[i] <= '4') {
+      // Check if an explicit cast is needed.
+      if (argType != 'c' || argPoly || argUsgn)
+        args = (argQuad ? "(int8x16_t)" : "(int8x8_t)") + args;
+
+      for (unsigned vi = 0, ve = proto[i] - '0'; vi != ve; ++vi) {
+        s += args + ".val[" + utostr(vi) + "]";
+        if ((vi + 1) < ve)
+          s += ", ";
+      }
+      if ((i + 1) < e)
+        s += ", ";
+
+      continue;
+    }
+    
+    if (splat && (i + 1) == e)
+      args = Duplicate(GetNumElements(typestr, argQuad), typestr, args);
+
+    // Check if an explicit cast is needed.
+    if ((splat || !argScalar) &&
+        ((ck == ClassB && argType != 'c') || argPoly || argUsgn)) {
+      std::string argTypeStr = "c";
+      if (ck != ClassB)
+        argTypeStr = argType;
+      if (argQuad)
+        argTypeStr = "Q" + argTypeStr;
+      args = "(" + TypeString('d', argTypeStr) + ")" + args;
+    }
+    
+    s += args;
     if ((i + 1) < e)
       s += ", ";
   }
   
-  s += ")";
-  if (structTypes)
-    s += "}";
-  s += ";";
+  // Extra constant integer to hold type class enum for this function, e.g. s8
+  if (ck == ClassB)
+    s += ", " + utostr(GetNeonEnum(proto, typestr));
+  
+  s += ");";
+
+  if (proto[0] != 'v' && sret) {
+    if (define)
+      s += " r;";
+    else
+      s += " return r;";
+  }
+  return s;
+}
+
+static std::string GenBuiltinDef(const std::string &name, 
+                                 const std::string &proto,
+                                 StringRef typestr, ClassKind ck) {
+  std::string s("BUILTIN(__builtin_neon_");
+
+  // If all types are the same size, bitcasting the args will take care 
+  // of arg checking.  The actual signedness etc. will be taken care of with
+  // special enums.
+  if (proto.find('s') == std::string::npos)
+    ck = ClassB;
+  
+  s += MangleName(name, typestr, ck);
+  s += ", \"";
+  
+  for (unsigned i = 0, e = proto.size(); i != e; ++i)
+    s += BuiltinTypeString(proto[i], typestr, ck, i == 0);
+
+  // Extra constant integer to hold type class enum for this function, e.g. s8
+  if (ck == ClassB)
+    s += "i";
+  
+  s += "\", \"n\")";
   return s;
 }
 
+/// run - Read the records in arm_neon.td and output arm_neon.h.  arm_neon.h
+/// is comprised of type definitions and function declarations.
 void NeonEmitter::run(raw_ostream &OS) {
   EmitSourceFileHeader("ARM NEON Header", OS);
   
@@ -358,11 +889,11 @@ void NeonEmitter::run(raw_ostream &OS) {
   OS << "#include <stdint.h>\n\n";
 
   // Emit NEON-specific scalar typedefs.
-  // FIXME: probably need to do something better for polynomial types.
   OS << "typedef float float32_t;\n";
-  OS << "typedef uint8_t poly8_t;\n";
-  OS << "typedef uint16_t poly16_t;\n";
-  
+  OS << "typedef int8_t poly8_t;\n";
+  OS << "typedef int16_t poly16_t;\n";
+  OS << "typedef uint16_t float16_t;\n";
+
   // Emit Neon vector typedefs.
   std::string TypedefTypes("cQcsQsiQilQlUcQUcUsQUsUiQUiUlQUlhQhfQfPcQPcPsQPs");
   SmallVector<StringRef, 24> TDTypeVec;
@@ -370,26 +901,38 @@ void NeonEmitter::run(raw_ostream &OS) {
 
   // Emit vector typedefs.
   for (unsigned i = 0, e = TDTypeVec.size(); i != e; ++i) {
-    bool dummy, quad = false;
-    (void) ClassifyType(TDTypeVec[i], quad, dummy, dummy);
-    OS << "typedef __attribute__(( __vector_size__(";
-    OS << (quad ? "16) )) " : "8) ))  ");
+    bool dummy, quad = false, poly = false;
+    (void) ClassifyType(TDTypeVec[i], quad, poly, dummy);
+    if (poly)
+      OS << "typedef __attribute__((neon_polyvector_type(";
+    else
+      OS << "typedef __attribute__((neon_vector_type(";
+      
+    unsigned nElts = GetNumElements(TDTypeVec[i], quad);
+    OS << utostr(nElts) << "))) ";
+    if (nElts < 10)
+      OS << " ";
+      
     OS << TypeString('s', TDTypeVec[i]);
-    OS << " __neon_";
-    OS << TypeString('d', TDTypeVec[i]) << "\n";
+    OS << " " << TypeString('d', TDTypeVec[i]) << ";\n";
   }
   OS << "\n";
+  OS << "typedef __attribute__((__vector_size__(8)))  "
+    "double float64x1_t;\n";
+  OS << "typedef __attribute__((__vector_size__(16))) "
+    "double float64x2_t;\n";
+  OS << "\n";
 
   // Emit struct typedefs.
-  for (unsigned vi = 1; vi != 5; ++vi) {
+  for (unsigned vi = 2; vi != 5; ++vi) {
     for (unsigned i = 0, e = TDTypeVec.size(); i != e; ++i) {
       std::string ts = TypeString('d', TDTypeVec[i]);
-      std::string vs = (vi > 1) ? TypeString('0' + vi, TDTypeVec[i]) : ts;
-      OS << "typedef struct __" << vs << " {\n";
-      OS << "  __neon_" << ts << " val";
-      if (vi > 1)
-        OS << "[" << utostr(vi) << "]";
-      OS << ";\n} " << vs << ";\n\n";
+      std::string vs = TypeString('0' + vi, TDTypeVec[i]);
+      OS << "typedef struct " << vs << " {\n";
+      OS << "  " << ts << " val";
+      OS << "[" << utostr(vi) << "]";
+      OS << ";\n} ";
+      OS << vs << ";\n\n";
     }
   }
   
@@ -407,37 +950,258 @@ void NeonEmitter::run(raw_ostream &OS) {
     SmallVector<StringRef, 16> TypeVec;
     ParseTypes(R, Types, TypeVec);
     
-    OpKind k = ParseOp(R);
+    OpKind k = OpMap[R->getValueAsDef("Operand")->getName()];
+    
+    bool define = Proto.find('i') != std::string::npos;
     
     for (unsigned ti = 0, te = TypeVec.size(); ti != te; ++ti) {
       assert(!Proto.empty() && "");
       
       // static always inline + return type
-      OS << "__ai " << TypeString(Proto[0], TypeVec[ti]);
+      if (define)
+        OS << "#define";
+      else
+        OS << "__ai " << TypeString(Proto[0], TypeVec[ti]);
       
       // Function name with type suffix
-      OS << " " << MangleName(name, TypeVec[ti]);
+      OS << " " << MangleName(name, TypeVec[ti], ClassS);
       
       // Function arguments
       OS << GenArgs(Proto, TypeVec[ti]);
       
       // Definition.
-      OS << " { ";
-      
-      if (k != OpNone)
-        OS << GenOpString(k, Proto);
+      if (define)
+        OS << " __extension__ ({ \\\n  ";
       else
-        OS << GenBuiltin(name, Proto, TypeVec[ti]);
+        OS << " { \\\n  ";
+      
+      if (k != OpNone) {
+        OS << GenOpString(k, Proto, TypeVec[ti]);
+      } else {
+        if (R->getSuperClasses().size() < 2)
+          throw TGError(R->getLoc(), "Builtin has no class kind");
+        
+        ClassKind ck = ClassMap[R->getSuperClasses()[1]];
 
-      OS << " }\n";
+        if (ck == ClassNone)
+          throw TGError(R->getLoc(), "Builtin has no class kind");
+        OS << GenBuiltin(name, Proto, TypeVec[ti], ck);
+      }
+      if (define)
+        OS << " })";
+      else
+        OS << " }";
+      OS << "\n";
     }
     OS << "\n";
   }
+  OS << "#undef __ai\n\n";
+  OS << "#endif /* __ARM_NEON_H */\n";
+}
 
-  // TODO: 
-  // Unique the return+pattern types, and assign them to each record
-  // Emit a #define for each unique "type" of intrinsic declaring all variants.
-  // Emit a #define for each intrinsic mapping it to a particular type.
+static unsigned RangeFromType(StringRef typestr) {
+  // base type to get the type string for.
+  bool quad = false, dummy = false;
+  char type = ClassifyType(typestr, quad, dummy, dummy);
   
-  OS << "#endif /* __ARM_NEON_H */\n";
+  switch (type) {
+    case 'c':
+      return (8 << (int)quad) - 1;
+    case 'h':
+    case 's':
+      return (4 << (int)quad) - 1;
+    case 'f':
+    case 'i':
+      return (2 << (int)quad) - 1;
+    case 'l':
+      return (1 << (int)quad) - 1;
+    default:
+      throw "unhandled type!";
+      break;
+  }
+  assert(0 && "unreachable");
+  return 0;
+}
+
+/// runHeader - Emit a file with sections defining:
+/// 1. the NEON section of BuiltinsARM.def.
+/// 2. the SemaChecking code for the type overload checking.
+/// 3. the SemaChecking code for validation of intrinsic immedate arguments.
+void NeonEmitter::runHeader(raw_ostream &OS) {
+  std::vector<Record*> RV = Records.getAllDerivedDefinitions("Inst");
+
+  StringMap<OpKind> EmittedMap;
+  
+  // Generate BuiltinsARM.def for NEON
+  OS << "#ifdef GET_NEON_BUILTINS\n";
+  for (unsigned i = 0, e = RV.size(); i != e; ++i) {
+    Record *R = RV[i];
+    OpKind k = OpMap[R->getValueAsDef("Operand")->getName()];
+    if (k != OpNone)
+      continue;
+
+    std::string Proto = R->getValueAsString("Prototype");
+    
+    // Functions with 'a' (the splat code) in the type prototype should not get
+    // their own builtin as they use the non-splat variant.
+    if (Proto.find('a') != std::string::npos)
+      continue;
+    
+    std::string Types = R->getValueAsString("Types");
+    SmallVector<StringRef, 16> TypeVec;
+    ParseTypes(R, Types, TypeVec);
+    
+    if (R->getSuperClasses().size() < 2)
+      throw TGError(R->getLoc(), "Builtin has no class kind");
+    
+    std::string name = LowercaseString(R->getName());
+    ClassKind ck = ClassMap[R->getSuperClasses()[1]];
+    
+    for (unsigned ti = 0, te = TypeVec.size(); ti != te; ++ti) {
+      // Generate the BuiltinsARM.def declaration for this builtin, ensuring
+      // that each unique BUILTIN() macro appears only once in the output
+      // stream.
+      std::string bd = GenBuiltinDef(name, Proto, TypeVec[ti], ck);
+      if (EmittedMap.count(bd))
+        continue;
+      
+      EmittedMap[bd] = OpNone;
+      OS << bd << "\n";
+    }
+  }
+  OS << "#endif\n\n";
+  
+  // Generate the overloaded type checking code for SemaChecking.cpp
+  OS << "#ifdef GET_NEON_OVERLOAD_CHECK\n";
+  for (unsigned i = 0, e = RV.size(); i != e; ++i) {
+    Record *R = RV[i];
+    OpKind k = OpMap[R->getValueAsDef("Operand")->getName()];
+    if (k != OpNone)
+      continue;
+    
+    std::string Proto = R->getValueAsString("Prototype");
+    std::string Types = R->getValueAsString("Types");
+    std::string name = LowercaseString(R->getName());
+    
+    // Functions with 'a' (the splat code) in the type prototype should not get
+    // their own builtin as they use the non-splat variant.
+    if (Proto.find('a') != std::string::npos)
+      continue;
+    
+    // Functions which have a scalar argument cannot be overloaded, no need to
+    // check them if we are emitting the type checking code.
+    if (Proto.find('s') != std::string::npos)
+      continue;
+    
+    SmallVector<StringRef, 16> TypeVec;
+    ParseTypes(R, Types, TypeVec);
+    
+    if (R->getSuperClasses().size() < 2)
+      throw TGError(R->getLoc(), "Builtin has no class kind");
+    
+    int si = -1, qi = -1;
+    unsigned mask = 0, qmask = 0;
+    for (unsigned ti = 0, te = TypeVec.size(); ti != te; ++ti) {
+      // Generate the switch case(s) for this builtin for the type validation.
+      bool quad = false, poly = false, usgn = false;
+      (void) ClassifyType(TypeVec[ti], quad, poly, usgn);
+      
+      if (quad) {
+        qi = ti;
+        qmask |= 1 << GetNeonEnum(Proto, TypeVec[ti]);
+      } else {
+        si = ti;
+        mask |= 1 << GetNeonEnum(Proto, TypeVec[ti]);
+      }
+    }
+    if (mask)
+      OS << "case ARM::BI__builtin_neon_" 
+      << MangleName(name, TypeVec[si], ClassB)
+      << ": mask = " << "0x" << utohexstr(mask) << "; break;\n";
+    if (qmask)
+      OS << "case ARM::BI__builtin_neon_" 
+      << MangleName(name, TypeVec[qi], ClassB)
+      << ": mask = " << "0x" << utohexstr(qmask) << "; break;\n";
+  }
+  OS << "#endif\n\n";
+  
+  // Generate the intrinsic range checking code for shift/lane immediates.
+  OS << "#ifdef GET_NEON_IMMEDIATE_CHECK\n";
+  for (unsigned i = 0, e = RV.size(); i != e; ++i) {
+    Record *R = RV[i];
+    
+    OpKind k = OpMap[R->getValueAsDef("Operand")->getName()];
+    if (k != OpNone)
+      continue;
+    
+    std::string name = LowercaseString(R->getName());
+    std::string Proto = R->getValueAsString("Prototype");
+    std::string Types = R->getValueAsString("Types");
+    
+    // Functions with 'a' (the splat code) in the type prototype should not get
+    // their own builtin as they use the non-splat variant.
+    if (Proto.find('a') != std::string::npos)
+      continue;
+    
+    // Functions which do not have an immediate do not need to have range
+    // checking code emitted.
+    if (Proto.find('i') == std::string::npos)
+      continue;
+    
+    SmallVector<StringRef, 16> TypeVec;
+    ParseTypes(R, Types, TypeVec);
+    
+    if (R->getSuperClasses().size() < 2)
+      throw TGError(R->getLoc(), "Builtin has no class kind");
+    
+    ClassKind ck = ClassMap[R->getSuperClasses()[1]];
+    
+    for (unsigned ti = 0, te = TypeVec.size(); ti != te; ++ti) {
+      std::string namestr, shiftstr, rangestr;
+      
+      // Builtins which are overloaded by type will need to have their upper
+      // bound computed at Sema time based on the type constant.
+      if (Proto.find('s') == std::string::npos) {
+        ck = ClassB;
+        if (R->getValueAsBit("isShift")) {
+          shiftstr = ", true";
+          
+          // Right shifts have an 'r' in the name, left shifts do not.
+          if (name.find('r') != std::string::npos)
+            rangestr = "l = 1; ";
+        }
+        rangestr += "u = RFT(TV" + shiftstr + ")";
+      } else {
+        rangestr = "u = " + utostr(RangeFromType(TypeVec[ti]));
+      }
+      // Make sure cases appear only once by uniquing them in a string map.
+      namestr = MangleName(name, TypeVec[ti], ck);
+      if (EmittedMap.count(namestr))
+        continue;
+      EmittedMap[namestr] = OpNone;
+
+      // Calculate the index of the immediate that should be range checked.
+      unsigned immidx = 0;
+      
+      // Builtins that return a struct of multiple vectors have an extra
+      // leading arg for the struct return.
+      if (Proto[0] >= '2' && Proto[0] <= '4')
+        ++immidx;
+      
+      // Add one to the index for each argument until we reach the immediate 
+      // to be checked.  Structs of vectors are passed as multiple arguments.
+      for (unsigned ii = 1, ie = Proto.size(); ii != ie; ++ii) {
+        switch (Proto[ii]) {
+          default:  immidx += 1; break;
+          case '2': immidx += 2; break;
+          case '3': immidx += 3; break;
+          case '4': immidx += 4; break;
+          case 'i': ie = ii + 1; break;
+        }
+      }
+      OS << "case ARM::BI__builtin_neon_"  << MangleName(name, TypeVec[ti], ck)
+         << ": i = " << immidx << "; " << rangestr << "; break;\n";
+    }
+  }
+  OS << "#endif\n\n";
 }