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)
  95       : BaseT(TM->getDataLayout()) {}
  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   BasicTTIImplBase &operator=(const BasicTTIImplBase &RHS) {
 104     BaseT::operator=(static_cast<const BaseT &>(RHS));
 105     return *this;
 106   }
 107   BasicTTIImplBase &operator=(BasicTTIImplBase &&RHS) {
 108     BaseT::operator=(std::move(static_cast<BaseT &>(RHS)));
 109     return *this;
 110   }
 111
 112   /// \name Scalar TTI Implementations
 113   /// @{
 114
 115   bool hasBranchDivergence() { return false; }
 116
 117   bool isSourceOfDivergence(const Value *V) { return false; }
 118
 119   bool isLegalAddImmediate(int64_t imm) {
 120     return getTLI()->isLegalAddImmediate(imm);
 121   }
 122
 123   bool isLegalICmpImmediate(int64_t imm) {
 124     return getTLI()->isLegalICmpImmediate(imm);
 125   }
 126
 127   bool isLegalAddressingMode(Type *Ty, GlobalValue *BaseGV, int64_t BaseOffset,
 128                              bool HasBaseReg, int64_t Scale,
 129                              unsigned AddrSpace) {
 130     TargetLoweringBase::AddrMode AM;
 131     AM.BaseGV = BaseGV;
 132     AM.BaseOffs = BaseOffset;
 133     AM.HasBaseReg = HasBaseReg;
 134     AM.Scale = Scale;
 135     return getTLI()->isLegalAddressingMode(AM, Ty, AddrSpace);
 136   }
 137
 138   int getScalingFactorCost(Type *Ty, GlobalValue *BaseGV, int64_t BaseOffset,
 139                            bool HasBaseReg, int64_t Scale, unsigned AddrSpace) {
 140     TargetLoweringBase::AddrMode AM;
 141     AM.BaseGV = BaseGV;
 142     AM.BaseOffs = BaseOffset;
 143     AM.HasBaseReg = HasBaseReg;
 144     AM.Scale = Scale;
 145     return getTLI()->getScalingFactorCost(AM, Ty, AddrSpace);
 146   }
 147
 148   bool isTruncateFree(Type *Ty1, Type *Ty2) {
 149     return getTLI()->isTruncateFree(Ty1, Ty2);
 150   }
 151
 152   bool isProfitableToHoist(Instruction *I) {
 153     return getTLI()->isProfitableToHoist(I);
 154   }
 155
 156   bool isTypeLegal(Type *Ty) {
 157     EVT VT = getTLI()->getValueType(Ty);
 158     return getTLI()->isTypeLegal(VT);
 159   }
 160
 161   unsigned getIntrinsicCost(Intrinsic::ID IID, Type *RetTy,
 162                             ArrayRef<const Value *> Arguments) {
 163     return BaseT::getIntrinsicCost(IID, RetTy, Arguments);
 164   }
 165
 166   unsigned getIntrinsicCost(Intrinsic::ID IID, Type *RetTy,
 167                             ArrayRef<Type *> ParamTys) {
 168     if (IID == Intrinsic::cttz) {
 169       if (getTLI()->isCheapToSpeculateCttz())
 170         return TargetTransformInfo::TCC_Basic;
 171       return TargetTransformInfo::TCC_Expensive;
 172     }
 173
 174     if (IID == Intrinsic::ctlz) {
 175        if (getTLI()->isCheapToSpeculateCtlz())
 176         return TargetTransformInfo::TCC_Basic;
 177       return TargetTransformInfo::TCC_Expensive;
 178     }
 179
 180     return BaseT::getIntrinsicCost(IID, RetTy, ParamTys);
 181   }
 182
 183   unsigned getJumpBufAlignment() { return getTLI()->getJumpBufAlignment(); }
 184
 185   unsigned getJumpBufSize() { return getTLI()->getJumpBufSize(); }
 186
 187   bool shouldBuildLookupTables() {
 188     const TargetLoweringBase *TLI = getTLI();
 189     return TLI->isOperationLegalOrCustom(ISD::BR_JT, MVT::Other) ||
 190            TLI->isOperationLegalOrCustom(ISD::BRIND, MVT::Other);
 191   }
 192
 193   bool haveFastSqrt(Type *Ty) {
 194     const TargetLoweringBase *TLI = getTLI();
 195     EVT VT = TLI->getValueType(Ty);
 196     return TLI->isTypeLegal(VT) &&
 197            TLI->isOperationLegalOrCustom(ISD::FSQRT, VT);
 198   }
 199
 200   unsigned getFPOpCost(Type *Ty) {
 201     // By default, FP instructions are no more expensive since they are
 202     // implemented in HW.  Target specific TTI can override this.
 203     return TargetTransformInfo::TCC_Basic;
 204   }
 205
 206   unsigned getOperationCost(unsigned Opcode, Type *Ty, Type *OpTy) {
 207     const TargetLoweringBase *TLI = getTLI();
 208     switch (Opcode) {
 209     default: break;
 210     case Instruction::Trunc: {
 211       if (TLI->isTruncateFree(OpTy, Ty))
 212         return TargetTransformInfo::TCC_Free;
 213       return TargetTransformInfo::TCC_Basic;
 214     }
 215     case Instruction::ZExt: {
 216       if (TLI->isZExtFree(OpTy, Ty))
 217         return TargetTransformInfo::TCC_Free;
 218       return TargetTransformInfo::TCC_Basic;
 219     }
 220     }
 221
 222     return BaseT::getOperationCost(Opcode, Ty, OpTy);
 223   }
 224
 225   void getUnrollingPreferences(Loop *L, TTI::UnrollingPreferences &UP) {
 226     // This unrolling functionality is target independent, but to provide some
 227     // motivation for its intended use, for x86:
 228
 229     // According to the Intel 64 and IA-32 Architectures Optimization Reference
 230     // Manual, Intel Core models and later have a loop stream detector (and
 231     // associated uop queue) that can benefit from partial unrolling.
 232     // The relevant requirements are:
 233     //  - The loop must have no more than 4 (8 for Nehalem and later) branches
 234     //    taken, and none of them may be calls.
 235     //  - The loop can have no more than 18 (28 for Nehalem and later) uops.
 236
 237     // According to the Software Optimization Guide for AMD Family 15h
 238     // Processors, models 30h-4fh (Steamroller and later) have a loop predictor
 239     // and loop buffer which can benefit from partial unrolling.
 240     // The relevant requirements are:
 241     //  - The loop must have fewer than 16 branches
 242     //  - The loop must have less than 40 uops in all executed loop branches
 243
 244     // The number of taken branches in a loop is hard to estimate here, and
 245     // benchmarking has revealed that it is better not to be conservative when
 246     // estimating the branch count. As a result, we'll ignore the branch limits
 247     // until someone finds a case where it matters in practice.
 248
 249     unsigned MaxOps;
 250     const TargetSubtargetInfo *ST = getST();
 251     if (PartialUnrollingThreshold.getNumOccurrences() > 0)
 252       MaxOps = PartialUnrollingThreshold;
 253     else if (ST->getSchedModel().LoopMicroOpBufferSize > 0)
 254       MaxOps = ST->getSchedModel().LoopMicroOpBufferSize;
 255     else
 256       return;
 257
 258     // Scan the loop: don't unroll loops with calls.
 259     for (Loop::block_iterator I = L->block_begin(), E = L->block_end(); I != E;
 260          ++I) {
 261       BasicBlock *BB = *I;
 262
 263       for (BasicBlock::iterator J = BB->begin(), JE = BB->end(); J != JE; ++J)
 264         if (isa<CallInst>(J) || isa<InvokeInst>(J)) {
 265           ImmutableCallSite CS(J);
 266           if (const Function *F = CS.getCalledFunction()) {
 267             if (!static_cast<T *>(this)->isLoweredToCall(F))
 268               continue;
 269           }
 270
 271           return;
 272         }
 273     }
 274
 275     // Enable runtime and partial unrolling up to the specified size.
 276     UP.Partial = UP.Runtime = true;
 277     UP.PartialThreshold = UP.PartialOptSizeThreshold = MaxOps;
 278   }
 279
 280   /// @}
 281
 282   /// \name Vector TTI Implementations
 283   /// @{
 284
 285   unsigned getNumberOfRegisters(bool Vector) { return 1; }
 286
 287   unsigned getRegisterBitWidth(bool Vector) { return 32; }
 288
 289   unsigned getMaxInterleaveFactor(unsigned VF) { return 1; }
 290
 291   unsigned getArithmeticInstrCost(
 292       unsigned Opcode, Type *Ty,
 293       TTI::OperandValueKind Opd1Info = TTI::OK_AnyValue,
 294       TTI::OperandValueKind Opd2Info = TTI::OK_AnyValue,
 295       TTI::OperandValueProperties Opd1PropInfo = TTI::OP_None,
 296       TTI::OperandValueProperties Opd2PropInfo = TTI::OP_None) {
 297     // Check if any of the operands are vector operands.
 298     const TargetLoweringBase *TLI = getTLI();
 299     int ISD = TLI->InstructionOpcodeToISD(Opcode);
 300     assert(ISD && "Invalid opcode");
 301
 302     std::pair<unsigned, MVT> LT = TLI->getTypeLegalizationCost(Ty);
 303
 304     bool IsFloat = Ty->getScalarType()->isFloatingPointTy();
 305     // Assume that floating point arithmetic operations cost twice as much as
 306     // integer operations.
 307     unsigned OpCost = (IsFloat ? 2 : 1);
 308
 309     if (TLI->isOperationLegalOrPromote(ISD, LT.second)) {
 310       // The operation is legal. Assume it costs 1.
 311       // If the type is split to multiple registers, assume that there is some
 312       // overhead to this.
 313       // TODO: Once we have extract/insert subvector cost we need to use them.
 314       if (LT.first > 1)
 315         return LT.first * 2 * OpCost;
 316       return LT.first * 1 * OpCost;
 317     }
 318
 319     if (!TLI->isOperationExpand(ISD, LT.second)) {
 320       // If the operation is custom lowered then assume
 321       // thare the code is twice as expensive.
 322       return LT.first * 2 * OpCost;
 323     }
 324
 325     // Else, assume that we need to scalarize this op.
 326     if (Ty->isVectorTy()) {
 327       unsigned Num = Ty->getVectorNumElements();
 328       unsigned Cost = static_cast<T *>(this)
 329                           ->getArithmeticInstrCost(Opcode, Ty->getScalarType());
 330       // return the cost of multiple scalar invocation plus the cost of
 331       // inserting
 332       // and extracting the values.
 333       return getScalarizationOverhead(Ty, true, true) + Num * Cost;
 334     }
 335
 336     // We don't know anything about this scalar instruction.
 337     return OpCost;
 338   }
 339
 340   unsigned getShuffleCost(TTI::ShuffleKind Kind, Type *Tp, int Index,
 341                           Type *SubTp) {
 342     if (Kind == TTI::SK_Alternate) {
 343       return getAltShuffleOverhead(Tp);
 344     }
 345     return 1;
 346   }
 347
 348   unsigned getCastInstrCost(unsigned Opcode, Type *Dst, Type *Src) {
 349     const TargetLoweringBase *TLI = getTLI();
 350     int ISD = TLI->InstructionOpcodeToISD(Opcode);
 351     assert(ISD && "Invalid opcode");
 352
 353     std::pair<unsigned, MVT> SrcLT = TLI->getTypeLegalizationCost(Src);
 354     std::pair<unsigned, MVT> DstLT = TLI->getTypeLegalizationCost(Dst);
 355
 356     // Check for NOOP conversions.
 357     if (SrcLT.first == DstLT.first &&
 358         SrcLT.second.getSizeInBits() == DstLT.second.getSizeInBits()) {
 359
 360       // Bitcast between types that are legalized to the same type are free.
 361       if (Opcode == Instruction::BitCast || Opcode == Instruction::Trunc)
 362         return 0;
 363     }
 364
 365     if (Opcode == Instruction::Trunc &&
 366         TLI->isTruncateFree(SrcLT.second, DstLT.second))
 367       return 0;
 368
 369     if (Opcode == Instruction::ZExt &&
 370         TLI->isZExtFree(SrcLT.second, DstLT.second))
 371       return 0;
 372
 373     // If the cast is marked as legal (or promote) then assume low cost.
 374     if (SrcLT.first == DstLT.first &&
 375         TLI->isOperationLegalOrPromote(ISD, DstLT.second))
 376       return 1;
 377
 378     // Handle scalar conversions.
 379     if (!Src->isVectorTy() && !Dst->isVectorTy()) {
 380
 381       // Scalar bitcasts are usually free.
 382       if (Opcode == Instruction::BitCast)
 383         return 0;
 384
 385       // Just check the op cost. If the operation is legal then assume it costs
 386       // 1.
 387       if (!TLI->isOperationExpand(ISD, DstLT.second))
 388         return 1;
 389
 390       // Assume that illegal scalar instruction are expensive.
 391       return 4;
 392     }
 393
 394     // Check vector-to-vector casts.
 395     if (Dst->isVectorTy() && Src->isVectorTy()) {
 396
 397       // If the cast is between same-sized registers, then the check is simple.
 398       if (SrcLT.first == DstLT.first &&
 399           SrcLT.second.getSizeInBits() == DstLT.second.getSizeInBits()) {
 400
 401         // Assume that Zext is done using AND.
 402         if (Opcode == Instruction::ZExt)
 403           return 1;
 404
 405         // Assume that sext is done using SHL and SRA.
 406         if (Opcode == Instruction::SExt)
 407           return 2;
 408
 409         // Just check the op cost. If the operation is legal then assume it
 410         // costs
 411         // 1 and multiply by the type-legalization overhead.
 412         if (!TLI->isOperationExpand(ISD, DstLT.second))
 413           return SrcLT.first * 1;
 414       }
 415
 416       // If we are converting vectors and the operation is illegal, or
 417       // if the vectors are legalized to different types, estimate the
 418       // scalarization costs.
 419       unsigned Num = Dst->getVectorNumElements();
 420       unsigned Cost = static_cast<T *>(this)->getCastInstrCost(
 421           Opcode, Dst->getScalarType(), Src->getScalarType());
 422
 423       // Return the cost of multiple scalar invocation plus the cost of
 424       // inserting and extracting the values.
 425       return getScalarizationOverhead(Dst, true, true) + Num * Cost;
 426     }
 427
 428     // We already handled vector-to-vector and scalar-to-scalar conversions.
 429     // This
 430     // is where we handle bitcast between vectors and scalars. We need to assume
 431     //  that the conversion is scalarized in one way or another.
 432     if (Opcode == Instruction::BitCast)
 433       // Illegal bitcasts are done by storing and loading from a stack slot.
 434       return (Src->isVectorTy() ? getScalarizationOverhead(Src, false, true)
 435                                 : 0) +
 436              (Dst->isVectorTy() ? getScalarizationOverhead(Dst, true, false)
 437                                 : 0);
 438
 439     llvm_unreachable("Unhandled cast");
 440   }
 441
 442   unsigned getCFInstrCost(unsigned Opcode) {
 443     // Branches are assumed to be predicted.
 444     return 0;
 445   }
 446
 447   unsigned getCmpSelInstrCost(unsigned Opcode, Type *ValTy, Type *CondTy) {
 448     const TargetLoweringBase *TLI = getTLI();
 449     int ISD = TLI->InstructionOpcodeToISD(Opcode);
 450     assert(ISD && "Invalid opcode");
 451
 452     // Selects on vectors are actually vector selects.
 453     if (ISD == ISD::SELECT) {
 454       assert(CondTy && "CondTy must exist");
 455       if (CondTy->isVectorTy())
 456         ISD = ISD::VSELECT;
 457     }
 458
 459     std::pair<unsigned, MVT> LT = TLI->getTypeLegalizationCost(ValTy);
 460
 461     if (!(ValTy->isVectorTy() && !LT.second.isVector()) &&
 462         !TLI->isOperationExpand(ISD, LT.second)) {
 463       // The operation is legal. Assume it costs 1. Multiply
 464       // by the type-legalization overhead.
 465       return LT.first * 1;
 466     }
 467
 468     // Otherwise, assume that the cast is scalarized.
 469     if (ValTy->isVectorTy()) {
 470       unsigned Num = ValTy->getVectorNumElements();
 471       if (CondTy)
 472         CondTy = CondTy->getScalarType();
 473       unsigned Cost = static_cast<T *>(this)->getCmpSelInstrCost(
 474           Opcode, ValTy->getScalarType(), CondTy);
 475
 476       // Return the cost of multiple scalar invocation plus the cost of
 477       // inserting
 478       // and extracting the values.
 479       return getScalarizationOverhead(ValTy, true, false) + Num * Cost;
 480     }
 481
 482     // Unknown scalar opcode.
 483     return 1;
 484   }
 485
 486   unsigned getVectorInstrCost(unsigned Opcode, Type *Val, unsigned Index) {
 487     std::pair<unsigned, MVT> LT =
 488         getTLI()->getTypeLegalizationCost(Val->getScalarType());
 489
 490     return LT.first;
 491   }
 492
 493   unsigned getMemoryOpCost(unsigned Opcode, Type *Src, unsigned Alignment,
 494                            unsigned AddressSpace) {
 495     assert(!Src->isVoidTy() && "Invalid type");
 496     std::pair<unsigned, MVT> LT = getTLI()->getTypeLegalizationCost(Src);
 497
 498     // Assuming that all loads of legal types cost 1.
 499     unsigned Cost = LT.first;
 500
 501     if (Src->isVectorTy() &&
 502         Src->getPrimitiveSizeInBits() < LT.second.getSizeInBits()) {
 503       // This is a vector load that legalizes to a larger type than the vector
 504       // itself. Unless the corresponding extending load or truncating store is
 505       // legal, then this will scalarize.
 506       TargetLowering::LegalizeAction LA = TargetLowering::Expand;
 507       EVT MemVT = getTLI()->getValueType(Src, true);
 508       if (MemVT.isSimple() && MemVT != MVT::Other) {
 509         if (Opcode == Instruction::Store)
 510           LA = getTLI()->getTruncStoreAction(LT.second, MemVT.getSimpleVT());
 511         else
 512           LA = getTLI()->getLoadExtAction(ISD::EXTLOAD, LT.second, MemVT);
 513       }
 514
 515       if (LA != TargetLowering::Legal && LA != TargetLowering::Custom) {
 516         // This is a vector load/store for some illegal type that is scalarized.
 517         // We must account for the cost of building or decomposing the vector.
 518         Cost += getScalarizationOverhead(Src, Opcode != Instruction::Store,
 519                                          Opcode == Instruction::Store);
 520       }
 521     }
 522
 523     return Cost;
 524   }
 525
 526   unsigned getInterleavedMemoryOpCost(unsigned Opcode, Type *VecTy,
 527                                       unsigned Factor,
 528                                       ArrayRef<unsigned> Indices,
 529                                       unsigned Alignment,
 530                                       unsigned AddressSpace) {
 531     VectorType *VT = dyn_cast<VectorType>(VecTy);
 532     assert(VT && "Expect a vector type for interleaved memory op");
 533
 534     unsigned NumElts = VT->getNumElements();
 535     assert(Factor > 1 && NumElts % Factor == 0 && "Invalid interleave factor");
 536
 537     unsigned NumSubElts = NumElts / Factor;
 538     VectorType *SubVT = VectorType::get(VT->getElementType(), NumSubElts);
 539
 540     // Firstly, the cost of load/store operation.
 541     unsigned Cost = getMemoryOpCost(Opcode, VecTy, Alignment, AddressSpace);
 542
 543     // Then plus the cost of interleave operation.
 544     if (Opcode == Instruction::Load) {
 545       // The interleave cost is similar to extract sub vectors' elements
 546       // from the wide vector, and insert them into sub vectors.
 547       //
 548       // E.g. An interleaved load of factor 2 (with one member of index 0):
 549       //      %vec = load <8 x i32>, <8 x i32>* %ptr
 550       //      %v0 = shuffle %vec, undef, <0, 2, 4, 6>         ; Index 0
 551       // The cost is estimated as extract elements at 0, 2, 4, 6 from the
 552       // <8 x i32> vector and insert them into a <4 x i32> vector.
 553
 554       assert(Indices.size() <= Factor &&
 555              "Interleaved memory op has too many members");
 556       for (unsigned Index : Indices) {
 557         assert(Index < Factor && "Invalid index for interleaved memory op");
 558
 559         // Extract elements from loaded vector for each sub vector.
 560         for (unsigned i = 0; i < NumSubElts; i++)
 561           Cost += getVectorInstrCost(Instruction::ExtractElement, VT,
 562                                      Index + i * Factor);
 563       }
 564
 565       unsigned InsSubCost = 0;
 566       for (unsigned i = 0; i < NumSubElts; i++)
 567         InsSubCost += getVectorInstrCost(Instruction::InsertElement, SubVT, i);
 568
 569       Cost += Indices.size() * InsSubCost;
 570     } else {
 571       // The interleave cost is extract all elements from sub vectors, and
 572       // insert them into the wide vector.
 573       //
 574       // E.g. An interleaved store of factor 2:
 575       //      %v0_v1 = shuffle %v0, %v1, <0, 4, 1, 5, 2, 6, 3, 7>
 576       //      store <8 x i32> %interleaved.vec, <8 x i32>* %ptr
 577       // The cost is estimated as extract all elements from both <4 x i32>
 578       // vectors and insert into the <8 x i32> vector.
 579
 580       unsigned ExtSubCost = 0;
 581       for (unsigned i = 0; i < NumSubElts; i++)
 582         ExtSubCost += getVectorInstrCost(Instruction::ExtractElement, SubVT, i);
 583
 584       Cost += Factor * ExtSubCost;
 585
 586       for (unsigned i = 0; i < NumElts; i++)
 587         Cost += getVectorInstrCost(Instruction::InsertElement, VT, i);
 588     }
 589
 590     return Cost;
 591   }
 592
 593   unsigned getIntrinsicInstrCost(Intrinsic::ID IID, Type *RetTy,
 594                                  ArrayRef<Type *> Tys) {
 595     unsigned ISD = 0;
 596     switch (IID) {
 597     default: {
 598       // Assume that we need to scalarize this intrinsic.
 599       unsigned ScalarizationCost = 0;
 600       unsigned ScalarCalls = 1;
 601       Type *ScalarRetTy = RetTy;
 602       if (RetTy->isVectorTy()) {
 603         ScalarizationCost = getScalarizationOverhead(RetTy, true, false);
 604         ScalarCalls = std::max(ScalarCalls, RetTy->getVectorNumElements());
 605         ScalarRetTy = RetTy->getScalarType();
 606       }
 607       SmallVector<Type *, 4> ScalarTys;
 608       for (unsigned i = 0, ie = Tys.size(); i != ie; ++i) {
 609         Type *Ty = Tys[i];
 610         if (Ty->isVectorTy()) {
 611           ScalarizationCost += getScalarizationOverhead(Ty, false, true);
 612           ScalarCalls = std::max(ScalarCalls, Ty->getVectorNumElements());
 613           Ty = Ty->getScalarType();
 614         }
 615         ScalarTys.push_back(Ty);
 616       }
 617       if (ScalarCalls == 1)
 618         return 1; // Return cost of a scalar intrinsic. Assume it to be cheap.
 619
 620       unsigned ScalarCost = static_cast<T *>(this)->getIntrinsicInstrCost(
 621           IID, ScalarRetTy, ScalarTys);
 622
 623       return ScalarCalls * ScalarCost + ScalarizationCost;
 624     }
 625     // Look for intrinsics that can be lowered directly or turned into a scalar
 626     // intrinsic call.
 627     case Intrinsic::sqrt:
 628       ISD = ISD::FSQRT;
 629       break;
 630     case Intrinsic::sin:
 631       ISD = ISD::FSIN;
 632       break;
 633     case Intrinsic::cos:
 634       ISD = ISD::FCOS;
 635       break;
 636     case Intrinsic::exp:
 637       ISD = ISD::FEXP;
 638       break;
 639     case Intrinsic::exp2:
 640       ISD = ISD::FEXP2;
 641       break;
 642     case Intrinsic::log:
 643       ISD = ISD::FLOG;
 644       break;
 645     case Intrinsic::log10:
 646       ISD = ISD::FLOG10;
 647       break;
 648     case Intrinsic::log2:
 649       ISD = ISD::FLOG2;
 650       break;
 651     case Intrinsic::fabs:
 652       ISD = ISD::FABS;
 653       break;
 654     case Intrinsic::minnum:
 655       ISD = ISD::FMINNUM;
 656       break;
 657     case Intrinsic::maxnum:
 658       ISD = ISD::FMAXNUM;
 659       break;
 660     case Intrinsic::copysign:
 661       ISD = ISD::FCOPYSIGN;
 662       break;
 663     case Intrinsic::floor:
 664       ISD = ISD::FFLOOR;
 665       break;
 666     case Intrinsic::ceil:
 667       ISD = ISD::FCEIL;
 668       break;
 669     case Intrinsic::trunc:
 670       ISD = ISD::FTRUNC;
 671       break;
 672     case Intrinsic::nearbyint:
 673       ISD = ISD::FNEARBYINT;
 674       break;
 675     case Intrinsic::rint:
 676       ISD = ISD::FRINT;
 677       break;
 678     case Intrinsic::round:
 679       ISD = ISD::FROUND;
 680       break;
 681     case Intrinsic::pow:
 682       ISD = ISD::FPOW;
 683       break;
 684     case Intrinsic::fma:
 685       ISD = ISD::FMA;
 686       break;
 687     case Intrinsic::fmuladd:
 688       ISD = ISD::FMA;
 689       break;
 690     // FIXME: We should return 0 whenever getIntrinsicCost == TCC_Free.
 691     case Intrinsic::lifetime_start:
 692     case Intrinsic::lifetime_end:
 693       return 0;
 694     case Intrinsic::masked_store:
 695       return static_cast<T *>(this)
 696           ->getMaskedMemoryOpCost(Instruction::Store, Tys[0], 0, 0);
 697     case Intrinsic::masked_load:
 698       return static_cast<T *>(this)
 699           ->getMaskedMemoryOpCost(Instruction::Load, RetTy, 0, 0);
 700     }
 701
 702     const TargetLoweringBase *TLI = getTLI();
 703     std::pair<unsigned, MVT> LT = TLI->getTypeLegalizationCost(RetTy);
 704
 705     if (TLI->isOperationLegalOrPromote(ISD, LT.second)) {
 706       // The operation is legal. Assume it costs 1.
 707       // If the type is split to multiple registers, assume that there is some
 708       // overhead to this.
 709       // TODO: Once we have extract/insert subvector cost we need to use them.
 710       if (LT.first > 1)
 711         return LT.first * 2;
 712       return LT.first * 1;
 713     }
 714
 715     if (!TLI->isOperationExpand(ISD, LT.second)) {
 716       // If the operation is custom lowered then assume
 717       // thare the code is twice as expensive.
 718       return LT.first * 2;
 719     }
 720
 721     // If we can't lower fmuladd into an FMA estimate the cost as a floating
 722     // point mul followed by an add.
 723     if (IID == Intrinsic::fmuladd)
 724       return static_cast<T *>(this)
 725                  ->getArithmeticInstrCost(BinaryOperator::FMul, RetTy) +
 726              static_cast<T *>(this)
 727                  ->getArithmeticInstrCost(BinaryOperator::FAdd, RetTy);
 728
 729     // Else, assume that we need to scalarize this intrinsic. For math builtins
 730     // this will emit a costly libcall, adding call overhead and spills. Make it
 731     // very expensive.
 732     if (RetTy->isVectorTy()) {
 733       unsigned ScalarizationCost = getScalarizationOverhead(RetTy, true, false);
 734       unsigned ScalarCalls = RetTy->getVectorNumElements();
 735       SmallVector<Type *, 4> ScalarTys;
 736       for (unsigned i = 0, ie = Tys.size(); i != ie; ++i) {
 737         Type *Ty = Tys[i];
 738         if (Ty->isVectorTy())
 739           Ty = Ty->getScalarType();
 740         ScalarTys.push_back(Ty);
 741       }
 742       unsigned ScalarCost = static_cast<T *>(this)->getIntrinsicInstrCost(
 743           IID, RetTy->getScalarType(), ScalarTys);
 744       for (unsigned i = 0, ie = Tys.size(); i != ie; ++i) {
 745         if (Tys[i]->isVectorTy()) {
 746           ScalarizationCost += getScalarizationOverhead(Tys[i], false, true);
 747           ScalarCalls = std::max(ScalarCalls, Tys[i]->getVectorNumElements());
 748         }
 749       }
 750
 751       return ScalarCalls * ScalarCost + ScalarizationCost;
 752     }
 753
 754     // This is going to be turned into a library call, make it expensive.
 755     return 10;
 756   }
 757
 758   /// \brief Compute a cost of the given call instruction.
 759   ///
 760   /// Compute the cost of calling function F with return type RetTy and
 761   /// argument types Tys. F might be nullptr, in this case the cost of an
 762   /// arbitrary call with the specified signature will be returned.
 763   /// This is used, for instance,  when we estimate call of a vector
 764   /// counterpart of the given function.
 765   /// \param F Called function, might be nullptr.
 766   /// \param RetTy Return value types.
 767   /// \param Tys Argument types.
 768   /// \returns The cost of Call instruction.
 769   unsigned getCallInstrCost(Function *F, Type *RetTy, ArrayRef<Type *> Tys) {
 770     return 10;
 771   }
 772
 773   unsigned getNumberOfParts(Type *Tp) {
 774     std::pair<unsigned, MVT> LT = getTLI()->getTypeLegalizationCost(Tp);
 775     return LT.first;
 776   }
 777
 778   unsigned getAddressComputationCost(Type *Ty, bool IsComplex) { return 0; }
 779
 780   unsigned getReductionCost(unsigned Opcode, Type *Ty, bool IsPairwise) {
 781     assert(Ty->isVectorTy() && "Expect a vector type");
 782     unsigned NumVecElts = Ty->getVectorNumElements();
 783     unsigned NumReduxLevels = Log2_32(NumVecElts);
 784     unsigned ArithCost =
 785         NumReduxLevels *
 786         static_cast<T *>(this)->getArithmeticInstrCost(Opcode, Ty);
 787     // Assume the pairwise shuffles add a cost.
 788     unsigned ShuffleCost =
 789         NumReduxLevels * (IsPairwise + 1) *
 790         static_cast<T *>(this)
 791             ->getShuffleCost(TTI::SK_ExtractSubvector, Ty, NumVecElts / 2, Ty);
 792     return ShuffleCost + ArithCost + getScalarizationOverhead(Ty, false, true);
 793   }
 794
 795   /// @}
 796 };
 797
 798 /// \brief Concrete BasicTTIImpl that can be used if no further customization
 799 /// is needed.
 800 class BasicTTIImpl : public BasicTTIImplBase<BasicTTIImpl> {
 801   typedef BasicTTIImplBase<BasicTTIImpl> BaseT;
 802   friend class BasicTTIImplBase<BasicTTIImpl>;
 803
 804   const TargetSubtargetInfo *ST;
 805   const TargetLoweringBase *TLI;
 806
 807   const TargetSubtargetInfo *getST() const { return ST; }
 808   const TargetLoweringBase *getTLI() const { return TLI; }
 809
 810 public:
 811   explicit BasicTTIImpl(const TargetMachine *ST, Function &F);
 812
 813   // Provide value semantics. MSVC requires that we spell all of these out.
 814   BasicTTIImpl(const BasicTTIImpl &Arg)
 815       : BaseT(static_cast<const BaseT &>(Arg)), ST(Arg.ST), TLI(Arg.TLI) {}
 816   BasicTTIImpl(BasicTTIImpl &&Arg)
 817       : BaseT(std::move(static_cast<BaseT &>(Arg))), ST(std::move(Arg.ST)),
 818         TLI(std::move(Arg.TLI)) {}
 819   BasicTTIImpl &operator=(const BasicTTIImpl &RHS) {
 820     BaseT::operator=(static_cast<const BaseT &>(RHS));
 821     ST = RHS.ST;
 822     TLI = RHS.TLI;
 823     return *this;
 824   }
 825   BasicTTIImpl &operator=(BasicTTIImpl &&RHS) {
 826     BaseT::operator=(std::move(static_cast<BaseT &>(RHS)));
 827     ST = std::move(RHS.ST);
 828     TLI = std::move(RHS.TLI);
 829     return *this;
 830   }
 831 };
 832
 833 }
 834
 835 #endif