lib/CodeGen/BasicTargetTransformInfo.cpp

   1 //===- BasicTargetTransformInfo.cpp - Basic target-independent TTI impl ---===//
   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 the implementation of a basic TargetTransformInfo pass
  11 /// predicated on the target abstractions present in the target independent
  12 /// code generator. It uses these (primarily TargetLowering) to model as much
  13 /// of the TTI query interface as possible. It is included by most targets so
  14 /// that they can specialize only a small subset of the query space.
  15 ///
  16 //===----------------------------------------------------------------------===//
  17
  18 #define DEBUG_TYPE "basictti"
  19 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
  20 #include "llvm/Analysis/TargetTransformInfo.h"
  21 #include "llvm/Target/TargetLowering.h"
  22 #include <utility>
  23
  24 using namespace llvm;
  25
  26 namespace {
  27
  28 class BasicTTI : public ImmutablePass, public TargetTransformInfo {
  29   const TargetLowering *TLI;
  30
  31   /// Estimate the overhead of scalarizing an instruction. Insert and Extract
  32   /// are set if the result needs to be inserted and/or extracted from vectors.
  33   unsigned getScalarizationOverhead(Type *Ty, bool Insert, bool Extract) const;
  34
  35 public:
  36   BasicTTI() : ImmutablePass(ID), TLI(0) {
  37     llvm_unreachable("This pass cannot be directly constructed");
  38   }
  39
  40   BasicTTI(const TargetLowering *TLI) : ImmutablePass(ID), TLI(TLI) {
  41     initializeBasicTTIPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
  42   }
  43
  44   virtual void initializePass() {
  45     pushTTIStack(this);
  46   }
  47
  48   virtual void finalizePass() {
  49     popTTIStack();
  50   }
  51
  52   virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
  53     TargetTransformInfo::getAnalysisUsage(AU);
  54   }
  55
  56   /// Pass identification.
  57   static char ID;
  58
  59   /// Provide necessary pointer adjustments for the two base classes.
  60   virtual void *getAdjustedAnalysisPointer(const void *ID) {
  61     if (ID == &TargetTransformInfo::ID)
  62       return (TargetTransformInfo*)this;
  63     return this;
  64   }
  65
  66   /// \name Scalar TTI Implementations
  67   /// @{
  68
  69   virtual bool isLegalAddImmediate(int64_t imm) const;
  70   virtual bool isLegalICmpImmediate(int64_t imm) const;
  71   virtual bool isLegalAddressingMode(Type *Ty, GlobalValue *BaseGV,
  72                                      int64_t BaseOffset, bool HasBaseReg,
  73                                      int64_t Scale) const;
  74   virtual bool isTruncateFree(Type *Ty1, Type *Ty2) const;
  75   virtual bool isTypeLegal(Type *Ty) const;
  76   virtual unsigned getJumpBufAlignment() const;
  77   virtual unsigned getJumpBufSize() const;
  78   virtual bool shouldBuildLookupTables() const;
  79
  80   /// @}
  81
  82   /// \name Vector TTI Implementations
  83   /// @{
  84
  85   virtual unsigned getNumberOfRegisters(bool Vector) const;
  86   virtual unsigned getArithmeticInstrCost(unsigned Opcode, Type *Ty) const;
  87   virtual unsigned getShuffleCost(ShuffleKind Kind, Type *Tp,
  88                                   int Index, Type *SubTp) const;
  89   virtual unsigned getCastInstrCost(unsigned Opcode, Type *Dst,
  90                                     Type *Src) const;
  91   virtual unsigned getCFInstrCost(unsigned Opcode) const;
  92   virtual unsigned getCmpSelInstrCost(unsigned Opcode, Type *ValTy,
  93                                       Type *CondTy) const;
  94   virtual unsigned getVectorInstrCost(unsigned Opcode, Type *Val,
  95                                       unsigned Index) const;
  96   virtual unsigned getMemoryOpCost(unsigned Opcode, Type *Src,
  97                                    unsigned Alignment,
  98                                    unsigned AddressSpace) const;
  99   virtual unsigned getIntrinsicInstrCost(Intrinsic::ID, Type *RetTy,
 100                                          ArrayRef<Type*> Tys) const;
 101   virtual unsigned getNumberOfParts(Type *Tp) const;
 102
 103   /// @}
 104 };
 105
 106 }
 107
 108 INITIALIZE_AG_PASS(BasicTTI, TargetTransformInfo, "basictti",
 109                    "Target independent code generator's TTI", true, true, false)
 110 char BasicTTI::ID = 0;
 111
 112 ImmutablePass *
 113 llvm::createBasicTargetTransformInfoPass(const TargetLowering *TLI) {
 114   return new BasicTTI(TLI);
 115 }
 116
 117
 118 bool BasicTTI::isLegalAddImmediate(int64_t imm) const {
 119   return TLI->isLegalAddImmediate(imm);
 120 }
 121
 122 bool BasicTTI::isLegalICmpImmediate(int64_t imm) const {
 123   return TLI->isLegalICmpImmediate(imm);
 124 }
 125
 126 bool BasicTTI::isLegalAddressingMode(Type *Ty, GlobalValue *BaseGV,
 127                                      int64_t BaseOffset, bool HasBaseReg,
 128                                      int64_t Scale) const {
 129   AddrMode AM;
 130   AM.BaseGV = BaseGV;
 131   AM.BaseOffs = BaseOffset;
 132   AM.HasBaseReg = HasBaseReg;
 133   AM.Scale = Scale;
 134   return TLI->isLegalAddressingMode(AM, Ty);
 135 }
 136
 137 bool BasicTTI::isTruncateFree(Type *Ty1, Type *Ty2) const {
 138   return TLI->isTruncateFree(Ty1, Ty2);
 139 }
 140
 141 bool BasicTTI::isTypeLegal(Type *Ty) const {
 142   EVT T = TLI->getValueType(Ty);
 143   return TLI->isTypeLegal(T);
 144 }
 145
 146 unsigned BasicTTI::getJumpBufAlignment() const {
 147   return TLI->getJumpBufAlignment();
 148 }
 149
 150 unsigned BasicTTI::getJumpBufSize() const {
 151   return TLI->getJumpBufSize();
 152 }
 153
 154 bool BasicTTI::shouldBuildLookupTables() const {
 155   return TLI->supportJumpTables() &&
 156       (TLI->isOperationLegalOrCustom(ISD::BR_JT, MVT::Other) ||
 157        TLI->isOperationLegalOrCustom(ISD::BRIND, MVT::Other));
 158 }
 159
 160 //===----------------------------------------------------------------------===//
 161 //
 162 // Calls used by the vectorizers.
 163 //
 164 //===----------------------------------------------------------------------===//
 165
 166 unsigned BasicTTI::getScalarizationOverhead(Type *Ty, bool Insert,
 167                                             bool Extract) const {
 168   assert (Ty->isVectorTy() && "Can only scalarize vectors");
 169   unsigned Cost = 0;
 170
 171   for (int i = 0, e = Ty->getVectorNumElements(); i < e; ++i) {
 172     if (Insert)
 173       Cost += TopTTI->getVectorInstrCost(Instruction::InsertElement, Ty, i);
 174     if (Extract)
 175       Cost += TopTTI->getVectorInstrCost(Instruction::ExtractElement, Ty, i);
 176   }
 177
 178   return Cost;
 179 }
 180
 181 unsigned BasicTTI::getNumberOfRegisters(bool Vector) const {
 182   return 1;
 183 }
 184
 185 unsigned BasicTTI::getArithmeticInstrCost(unsigned Opcode, Type *Ty) const {
 186   // Check if any of the operands are vector operands.
 187   int ISD = TLI->InstructionOpcodeToISD(Opcode);
 188   assert(ISD && "Invalid opcode");
 189
 190   std::pair<unsigned, MVT> LT = TLI->getTypeLegalizationCost(Ty);
 191
 192   if (TLI->isOperationLegalOrPromote(ISD, LT.second)) {
 193     // The operation is legal. Assume it costs 1.
 194     // If the type is split to multiple registers, assume that thre is some
 195     // overhead to this.
 196     // TODO: Once we have extract/insert subvector cost we need to use them.
 197     if (LT.first > 1)
 198       return LT.first * 2;
 199     return LT.first * 1;
 200   }
 201
 202   if (!TLI->isOperationExpand(ISD, LT.second)) {
 203     // If the operation is custom lowered then assume
 204     // thare the code is twice as expensive.
 205     return LT.first * 2;
 206   }
 207
 208   // Else, assume that we need to scalarize this op.
 209   if (Ty->isVectorTy()) {
 210     unsigned Num = Ty->getVectorNumElements();
 211     unsigned Cost = TopTTI->getArithmeticInstrCost(Opcode, Ty->getScalarType());
 212     // return the cost of multiple scalar invocation plus the cost of inserting
 213     // and extracting the values.
 214     return getScalarizationOverhead(Ty, true, true) + Num * Cost;
 215   }
 216
 217   // We don't know anything about this scalar instruction.
 218   return 1;
 219 }
 220
 221 unsigned BasicTTI::getShuffleCost(ShuffleKind Kind, Type *Tp, int Index,
 222                                   Type *SubTp) const {
 223   return 1;
 224 }
 225
 226 unsigned BasicTTI::getCastInstrCost(unsigned Opcode, Type *Dst,
 227                                     Type *Src) const {
 228   int ISD = TLI->InstructionOpcodeToISD(Opcode);
 229   assert(ISD && "Invalid opcode");
 230
 231   std::pair<unsigned, MVT> SrcLT = TLI->getTypeLegalizationCost(Src);
 232   std::pair<unsigned, MVT> DstLT = TLI->getTypeLegalizationCost(Dst);
 233
 234   // Handle scalar conversions.
 235   if (!Src->isVectorTy() && !Dst->isVectorTy()) {
 236
 237     // Scalar bitcasts are usually free.
 238     if (Opcode == Instruction::BitCast)
 239       return 0;
 240
 241     if (Opcode == Instruction::Trunc &&
 242         TLI->isTruncateFree(SrcLT.second, DstLT.second))
 243       return 0;
 244
 245     if (Opcode == Instruction::ZExt &&
 246         TLI->isZExtFree(SrcLT.second, DstLT.second))
 247       return 0;
 248
 249     // Just check the op cost. If the operation is legal then assume it costs 1.
 250     if (!TLI->isOperationExpand(ISD, DstLT.second))
 251       return  1;
 252
 253     // Assume that illegal scalar instruction are expensive.
 254     return 4;
 255   }
 256
 257   // Check vector-to-vector casts.
 258   if (Dst->isVectorTy() && Src->isVectorTy()) {
 259
 260     // If the cast is between same-sized registers, then the check is simple.
 261     if (SrcLT.first == DstLT.first &&
 262         SrcLT.second.getSizeInBits() == DstLT.second.getSizeInBits()) {
 263
 264       // Bitcast between types that are legalized to the same type are free.
 265       if (Opcode == Instruction::BitCast || Opcode == Instruction::Trunc)
 266         return 0;
 267
 268       // Assume that Zext is done using AND.
 269       if (Opcode == Instruction::ZExt)
 270         return 1;
 271
 272       // Assume that sext is done using SHL and SRA.
 273       if (Opcode == Instruction::SExt)
 274         return 2;
 275
 276       // Just check the op cost. If the operation is legal then assume it costs
 277       // 1 and multiply by the type-legalization overhead.
 278       if (!TLI->isOperationExpand(ISD, DstLT.second))
 279         return SrcLT.first * 1;
 280     }
 281
 282     // If we are converting vectors and the operation is illegal, or
 283     // if the vectors are legalized to different types, estimate the
 284     // scalarization costs.
 285     unsigned Num = Dst->getVectorNumElements();
 286     unsigned Cost = TopTTI->getCastInstrCost(Opcode, Dst->getScalarType(),
 287                                              Src->getScalarType());
 288
 289     // Return the cost of multiple scalar invocation plus the cost of
 290     // inserting and extracting the values.
 291     return getScalarizationOverhead(Dst, true, true) + Num * Cost;
 292   }
 293
 294   // We already handled vector-to-vector and scalar-to-scalar conversions. This
 295   // is where we handle bitcast between vectors and scalars. We need to assume
 296   //  that the conversion is scalarized in one way or another.
 297   if (Opcode == Instruction::BitCast)
 298     // Illegal bitcasts are done by storing and loading from a stack slot.
 299     return (Src->isVectorTy()? getScalarizationOverhead(Src, false, true):0) +
 300            (Dst->isVectorTy()? getScalarizationOverhead(Dst, true, false):0);
 301
 302   llvm_unreachable("Unhandled cast");
 303  }
 304
 305 unsigned BasicTTI::getCFInstrCost(unsigned Opcode) const {
 306   // Branches are assumed to be predicted.
 307   return 0;
 308 }
 309
 310 unsigned BasicTTI::getCmpSelInstrCost(unsigned Opcode, Type *ValTy,
 311                                       Type *CondTy) const {
 312   int ISD = TLI->InstructionOpcodeToISD(Opcode);
 313   assert(ISD && "Invalid opcode");
 314
 315   // Selects on vectors are actually vector selects.
 316   if (ISD == ISD::SELECT) {
 317     assert(CondTy && "CondTy must exist");
 318     if (CondTy->isVectorTy())
 319       ISD = ISD::VSELECT;
 320   }
 321
 322   std::pair<unsigned, MVT> LT = TLI->getTypeLegalizationCost(ValTy);
 323
 324   if (!TLI->isOperationExpand(ISD, LT.second)) {
 325     // The operation is legal. Assume it costs 1. Multiply
 326     // by the type-legalization overhead.
 327     return LT.first * 1;
 328   }
 329
 330   // Otherwise, assume that the cast is scalarized.
 331   if (ValTy->isVectorTy()) {
 332     unsigned Num = ValTy->getVectorNumElements();
 333     if (CondTy)
 334       CondTy = CondTy->getScalarType();
 335     unsigned Cost = TopTTI->getCmpSelInstrCost(Opcode, ValTy->getScalarType(),
 336                                                CondTy);
 337
 338     // Return the cost of multiple scalar invocation plus the cost of inserting
 339     // and extracting the values.
 340     return getScalarizationOverhead(ValTy, true, false) + Num * Cost;
 341   }
 342
 343   // Unknown scalar opcode.
 344   return 1;
 345 }
 346
 347 unsigned BasicTTI::getVectorInstrCost(unsigned Opcode, Type *Val,
 348                                       unsigned Index) const {
 349   return 1;
 350 }
 351
 352 unsigned BasicTTI::getMemoryOpCost(unsigned Opcode, Type *Src,
 353                                    unsigned Alignment,
 354                                    unsigned AddressSpace) const {
 355   assert(!Src->isVoidTy() && "Invalid type");
 356   std::pair<unsigned, MVT> LT = TLI->getTypeLegalizationCost(Src);
 357
 358   // Assume that all loads of legal types cost 1.
 359   return LT.first;
 360 }
 361
 362 unsigned BasicTTI::getIntrinsicInstrCost(Intrinsic::ID, Type *RetTy,
 363                                          ArrayRef<Type *> Tys) const {
 364   // assume that we need to scalarize this intrinsic.
 365   unsigned ScalarizationCost = 0;
 366   unsigned ScalarCalls = 1;
 367   if (RetTy->isVectorTy()) {
 368     ScalarizationCost = getScalarizationOverhead(RetTy, true, false);
 369     ScalarCalls = std::max(ScalarCalls, RetTy->getVectorNumElements());
 370   }
 371   for (unsigned i = 0, ie = Tys.size(); i != ie; ++i) {
 372     if (Tys[i]->isVectorTy()) {
 373       ScalarizationCost += getScalarizationOverhead(Tys[i], false, true);
 374       ScalarCalls = std::max(ScalarCalls, RetTy->getVectorNumElements());
 375     }
 376   }
 377   return ScalarCalls + ScalarizationCost;
 378 }
 379
 380 unsigned BasicTTI::getNumberOfParts(Type *Tp) const {
 381   std::pair<unsigned, MVT> LT = TLI->getTypeLegalizationCost(Tp);
 382   return LT.first;
 383 }