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 getMaximumUnrollFactor() const;
  87   virtual unsigned getArithmeticInstrCost(unsigned Opcode, Type *Ty) const;
  88   virtual unsigned getShuffleCost(ShuffleKind Kind, Type *Tp,
  89                                   int Index, Type *SubTp) const;
  90   virtual unsigned getCastInstrCost(unsigned Opcode, Type *Dst,
  91                                     Type *Src) const;
  92   virtual unsigned getCFInstrCost(unsigned Opcode) const;
  93   virtual unsigned getCmpSelInstrCost(unsigned Opcode, Type *ValTy,
  94                                       Type *CondTy) const;
  95   virtual unsigned getVectorInstrCost(unsigned Opcode, Type *Val,
  96                                       unsigned Index) const;
  97   virtual unsigned getMemoryOpCost(unsigned Opcode, Type *Src,
  98                                    unsigned Alignment,
  99                                    unsigned AddressSpace) const;
 100   virtual unsigned getIntrinsicInstrCost(Intrinsic::ID, Type *RetTy,
 101                                          ArrayRef<Type*> Tys) const;
 102   virtual unsigned getNumberOfParts(Type *Tp) const;
 103
 104   /// @}
 105 };
 106
 107 }
 108
 109 INITIALIZE_AG_PASS(BasicTTI, TargetTransformInfo, "basictti",
 110                    "Target independent code generator's TTI", true, true, false)
 111 char BasicTTI::ID = 0;
 112
 113 ImmutablePass *
 114 llvm::createBasicTargetTransformInfoPass(const TargetLowering *TLI) {
 115   return new BasicTTI(TLI);
 116 }
 117
 118
 119 bool BasicTTI::isLegalAddImmediate(int64_t imm) const {
 120   return TLI->isLegalAddImmediate(imm);
 121 }
 122
 123 bool BasicTTI::isLegalICmpImmediate(int64_t imm) const {
 124   return TLI->isLegalICmpImmediate(imm);
 125 }
 126
 127 bool BasicTTI::isLegalAddressingMode(Type *Ty, GlobalValue *BaseGV,
 128                                      int64_t BaseOffset, bool HasBaseReg,
 129                                      int64_t Scale) const {
 130   TargetLowering::AddrMode AM;
 131   AM.BaseGV = BaseGV;
 132   AM.BaseOffs = BaseOffset;
 133   AM.HasBaseReg = HasBaseReg;
 134   AM.Scale = Scale;
 135   return TLI->isLegalAddressingMode(AM, Ty);
 136 }
 137
 138 bool BasicTTI::isTruncateFree(Type *Ty1, Type *Ty2) const {
 139   return TLI->isTruncateFree(Ty1, Ty2);
 140 }
 141
 142 bool BasicTTI::isTypeLegal(Type *Ty) const {
 143   EVT T = TLI->getValueType(Ty);
 144   return TLI->isTypeLegal(T);
 145 }
 146
 147 unsigned BasicTTI::getJumpBufAlignment() const {
 148   return TLI->getJumpBufAlignment();
 149 }
 150
 151 unsigned BasicTTI::getJumpBufSize() const {
 152   return TLI->getJumpBufSize();
 153 }
 154
 155 bool BasicTTI::shouldBuildLookupTables() const {
 156   return TLI->supportJumpTables() &&
 157       (TLI->isOperationLegalOrCustom(ISD::BR_JT, MVT::Other) ||
 158        TLI->isOperationLegalOrCustom(ISD::BRIND, MVT::Other));
 159 }
 160
 161 //===----------------------------------------------------------------------===//
 162 //
 163 // Calls used by the vectorizers.
 164 //
 165 //===----------------------------------------------------------------------===//
 166
 167 unsigned BasicTTI::getScalarizationOverhead(Type *Ty, bool Insert,
 168                                             bool Extract) const {
 169   assert (Ty->isVectorTy() && "Can only scalarize vectors");
 170   unsigned Cost = 0;
 171
 172   for (int i = 0, e = Ty->getVectorNumElements(); i < e; ++i) {
 173     if (Insert)
 174       Cost += TopTTI->getVectorInstrCost(Instruction::InsertElement, Ty, i);
 175     if (Extract)
 176       Cost += TopTTI->getVectorInstrCost(Instruction::ExtractElement, Ty, i);
 177   }
 178
 179   return Cost;
 180 }
 181
 182 unsigned BasicTTI::getNumberOfRegisters(bool Vector) const {
 183   return 1;
 184 }
 185
 186 unsigned BasicTTI::getMaximumUnrollFactor() const {
 187   return 1;
 188 }
 189
 190 unsigned BasicTTI::getArithmeticInstrCost(unsigned Opcode, Type *Ty) const {
 191   // Check if any of the operands are vector operands.
 192   int ISD = TLI->InstructionOpcodeToISD(Opcode);
 193   assert(ISD && "Invalid opcode");
 194
 195   std::pair<unsigned, MVT> LT = TLI->getTypeLegalizationCost(Ty);
 196
 197   if (TLI->isOperationLegalOrPromote(ISD, LT.second)) {
 198     // The operation is legal. Assume it costs 1.
 199     // If the type is split to multiple registers, assume that thre is some
 200     // overhead to this.
 201     // TODO: Once we have extract/insert subvector cost we need to use them.
 202     if (LT.first > 1)
 203       return LT.first * 2;
 204     return LT.first * 1;
 205   }
 206
 207   if (!TLI->isOperationExpand(ISD, LT.second)) {
 208     // If the operation is custom lowered then assume
 209     // thare the code is twice as expensive.
 210     return LT.first * 2;
 211   }
 212
 213   // Else, assume that we need to scalarize this op.
 214   if (Ty->isVectorTy()) {
 215     unsigned Num = Ty->getVectorNumElements();
 216     unsigned Cost = TopTTI->getArithmeticInstrCost(Opcode, Ty->getScalarType());
 217     // return the cost of multiple scalar invocation plus the cost of inserting
 218     // and extracting the values.
 219     return getScalarizationOverhead(Ty, true, true) + Num * Cost;
 220   }
 221
 222   // We don't know anything about this scalar instruction.
 223   return 1;
 224 }
 225
 226 unsigned BasicTTI::getShuffleCost(ShuffleKind Kind, Type *Tp, int Index,
 227                                   Type *SubTp) const {
 228   return 1;
 229 }
 230
 231 unsigned BasicTTI::getCastInstrCost(unsigned Opcode, Type *Dst,
 232                                     Type *Src) const {
 233   int ISD = TLI->InstructionOpcodeToISD(Opcode);
 234   assert(ISD && "Invalid opcode");
 235
 236   std::pair<unsigned, MVT> SrcLT = TLI->getTypeLegalizationCost(Src);
 237   std::pair<unsigned, MVT> DstLT = TLI->getTypeLegalizationCost(Dst);
 238
 239   // Handle scalar conversions.
 240   if (!Src->isVectorTy() && !Dst->isVectorTy()) {
 241
 242     // Scalar bitcasts are usually free.
 243     if (Opcode == Instruction::BitCast)
 244       return 0;
 245
 246     if (Opcode == Instruction::Trunc &&
 247         TLI->isTruncateFree(SrcLT.second, DstLT.second))
 248       return 0;
 249
 250     if (Opcode == Instruction::ZExt &&
 251         TLI->isZExtFree(SrcLT.second, DstLT.second))
 252       return 0;
 253
 254     // Just check the op cost. If the operation is legal then assume it costs 1.
 255     if (!TLI->isOperationExpand(ISD, DstLT.second))
 256       return  1;
 257
 258     // Assume that illegal scalar instruction are expensive.
 259     return 4;
 260   }
 261
 262   // Check vector-to-vector casts.
 263   if (Dst->isVectorTy() && Src->isVectorTy()) {
 264
 265     // If the cast is between same-sized registers, then the check is simple.
 266     if (SrcLT.first == DstLT.first &&
 267         SrcLT.second.getSizeInBits() == DstLT.second.getSizeInBits()) {
 268
 269       // Bitcast between types that are legalized to the same type are free.
 270       if (Opcode == Instruction::BitCast || Opcode == Instruction::Trunc)
 271         return 0;
 272
 273       // Assume that Zext is done using AND.
 274       if (Opcode == Instruction::ZExt)
 275         return 1;
 276
 277       // Assume that sext is done using SHL and SRA.
 278       if (Opcode == Instruction::SExt)
 279         return 2;
 280
 281       // Just check the op cost. If the operation is legal then assume it costs
 282       // 1 and multiply by the type-legalization overhead.
 283       if (!TLI->isOperationExpand(ISD, DstLT.second))
 284         return SrcLT.first * 1;
 285     }
 286
 287     // If we are converting vectors and the operation is illegal, or
 288     // if the vectors are legalized to different types, estimate the
 289     // scalarization costs.
 290     unsigned Num = Dst->getVectorNumElements();
 291     unsigned Cost = TopTTI->getCastInstrCost(Opcode, Dst->getScalarType(),
 292                                              Src->getScalarType());
 293
 294     // Return the cost of multiple scalar invocation plus the cost of
 295     // inserting and extracting the values.
 296     return getScalarizationOverhead(Dst, true, true) + Num * Cost;
 297   }
 298
 299   // We already handled vector-to-vector and scalar-to-scalar conversions. This
 300   // is where we handle bitcast between vectors and scalars. We need to assume
 301   //  that the conversion is scalarized in one way or another.
 302   if (Opcode == Instruction::BitCast)
 303     // Illegal bitcasts are done by storing and loading from a stack slot.
 304     return (Src->isVectorTy()? getScalarizationOverhead(Src, false, true):0) +
 305            (Dst->isVectorTy()? getScalarizationOverhead(Dst, true, false):0);
 306
 307   llvm_unreachable("Unhandled cast");
 308  }
 309
 310 unsigned BasicTTI::getCFInstrCost(unsigned Opcode) const {
 311   // Branches are assumed to be predicted.
 312   return 0;
 313 }
 314
 315 unsigned BasicTTI::getCmpSelInstrCost(unsigned Opcode, Type *ValTy,
 316                                       Type *CondTy) const {
 317   int ISD = TLI->InstructionOpcodeToISD(Opcode);
 318   assert(ISD && "Invalid opcode");
 319
 320   // Selects on vectors are actually vector selects.
 321   if (ISD == ISD::SELECT) {
 322     assert(CondTy && "CondTy must exist");
 323     if (CondTy->isVectorTy())
 324       ISD = ISD::VSELECT;
 325   }
 326
 327   std::pair<unsigned, MVT> LT = TLI->getTypeLegalizationCost(ValTy);
 328
 329   if (!TLI->isOperationExpand(ISD, LT.second)) {
 330     // The operation is legal. Assume it costs 1. Multiply
 331     // by the type-legalization overhead.
 332     return LT.first * 1;
 333   }
 334
 335   // Otherwise, assume that the cast is scalarized.
 336   if (ValTy->isVectorTy()) {
 337     unsigned Num = ValTy->getVectorNumElements();
 338     if (CondTy)
 339       CondTy = CondTy->getScalarType();
 340     unsigned Cost = TopTTI->getCmpSelInstrCost(Opcode, ValTy->getScalarType(),
 341                                                CondTy);
 342
 343     // Return the cost of multiple scalar invocation plus the cost of inserting
 344     // and extracting the values.
 345     return getScalarizationOverhead(ValTy, true, false) + Num * Cost;
 346   }
 347
 348   // Unknown scalar opcode.
 349   return 1;
 350 }
 351
 352 unsigned BasicTTI::getVectorInstrCost(unsigned Opcode, Type *Val,
 353                                       unsigned Index) const {
 354   return 1;
 355 }
 356
 357 unsigned BasicTTI::getMemoryOpCost(unsigned Opcode, Type *Src,
 358                                    unsigned Alignment,
 359                                    unsigned AddressSpace) const {
 360   assert(!Src->isVoidTy() && "Invalid type");
 361   std::pair<unsigned, MVT> LT = TLI->getTypeLegalizationCost(Src);
 362
 363   // Assume that all loads of legal types cost 1.
 364   return LT.first;
 365 }
 366
 367 unsigned BasicTTI::getIntrinsicInstrCost(Intrinsic::ID, Type *RetTy,
 368                                          ArrayRef<Type *> Tys) const {
 369   // assume that we need to scalarize this intrinsic.
 370   unsigned ScalarizationCost = 0;
 371   unsigned ScalarCalls = 1;
 372   if (RetTy->isVectorTy()) {
 373     ScalarizationCost = getScalarizationOverhead(RetTy, true, false);
 374     ScalarCalls = std::max(ScalarCalls, RetTy->getVectorNumElements());
 375   }
 376   for (unsigned i = 0, ie = Tys.size(); i != ie; ++i) {
 377     if (Tys[i]->isVectorTy()) {
 378       ScalarizationCost += getScalarizationOverhead(Tys[i], false, true);
 379       ScalarCalls = std::max(ScalarCalls, RetTy->getVectorNumElements());
 380     }
 381   }
 382   return ScalarCalls + ScalarizationCost;
 383 }
 384
 385 unsigned BasicTTI::getNumberOfParts(Type *Tp) const {
 386   std::pair<unsigned, MVT> LT = TLI->getTypeLegalizationCost(Tp);
 387   return LT.first;
 388 }