lib/CodeGen/IntrinsicLowering.cpp

   1 //===-- IntrinsicLowering.cpp - Intrinsic Lowering default implementation -===//
   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 //
  10 // This file implements the IntrinsicLowering class.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #include "llvm/Constants.h"
  15 #include "llvm/DerivedTypes.h"
  16 #include "llvm/Module.h"
  17 #include "llvm/Type.h"
  18 #include "llvm/CodeGen/IntrinsicLowering.h"
  19 #include "llvm/Support/IRBuilder.h"
  20 #include "llvm/Target/TargetData.h"
  21 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
  22 using namespace llvm;
  23
  24 template <class ArgIt>
  25 static void EnsureFunctionExists(Module &M, const char *Name,
  26                                  ArgIt ArgBegin, ArgIt ArgEnd,
  27                                  const Type *RetTy) {
  28   // Insert a correctly-typed definition now.
  29   std::vector<const Type *> ParamTys;
  30   for (ArgIt I = ArgBegin; I != ArgEnd; ++I)
  31     ParamTys.push_back(I->getType());
  32   M.getOrInsertFunction(Name, FunctionType::get(RetTy, ParamTys, false));
  33 }
  34
  35 static void EnsureFPIntrinsicsExist(Module &M, Function *Fn,
  36                                     const char *FName,
  37                                     const char *DName, const char *LDName) {
  38   // Insert definitions for all the floating point types.
  39   switch((int)Fn->arg_begin()->getType()->getTypeID()) {
  40   case Type::FloatTyID:
  41     EnsureFunctionExists(M, FName, Fn->arg_begin(), Fn->arg_end(),
  42                          Type::FloatTy);
  43     break;
  44   case Type::DoubleTyID:
  45     EnsureFunctionExists(M, DName, Fn->arg_begin(), Fn->arg_end(),
  46                          Type::DoubleTy);
  47     break;
  48   case Type::X86_FP80TyID:
  49   case Type::FP128TyID:
  50   case Type::PPC_FP128TyID:
  51     EnsureFunctionExists(M, LDName, Fn->arg_begin(), Fn->arg_end(),
  52                          Fn->arg_begin()->getType());
  53     break;
  54   }
  55 }
  56
  57 /// ReplaceCallWith - This function is used when we want to lower an intrinsic
  58 /// call to a call of an external function.  This handles hard cases such as
  59 /// when there was already a prototype for the external function, and if that
  60 /// prototype doesn't match the arguments we expect to pass in.
  61 template <class ArgIt>
  62 static CallInst *ReplaceCallWith(const char *NewFn, CallInst *CI,
  63                                  ArgIt ArgBegin, ArgIt ArgEnd,
  64                                  const Type *RetTy) {
  65   // If we haven't already looked up this function, check to see if the
  66   // program already contains a function with this name.
  67   Module *M = CI->getParent()->getParent()->getParent();
  68   // Get or insert the definition now.
  69   std::vector<const Type *> ParamTys;
  70   for (ArgIt I = ArgBegin; I != ArgEnd; ++I)
  71     ParamTys.push_back((*I)->getType());
  72   Constant* FCache = M->getOrInsertFunction(NewFn,
  73                                   FunctionType::get(RetTy, ParamTys, false));
  74
  75   IRBuilder<> Builder(CI->getParent(), CI);
  76   SmallVector<Value *, 8> Args(ArgBegin, ArgEnd);
  77   CallInst *NewCI = Builder.CreateCall(FCache, Args.begin(), Args.end());
  78   NewCI->setName(CI->getName());
  79   if (!CI->use_empty())
  80     CI->replaceAllUsesWith(NewCI);
  81   return NewCI;
  82 }
  83
  84 void IntrinsicLowering::AddPrototypes(Module &M) {
  85   for (Module::iterator I = M.begin(), E = M.end(); I != E; ++I)
  86     if (I->isDeclaration() && !I->use_empty())
  87       switch (I->getIntrinsicID()) {
  88       default: break;
  89       case Intrinsic::setjmp:
  90         EnsureFunctionExists(M, "setjmp", I->arg_begin(), I->arg_end(),
  91                              Type::Int32Ty);
  92         break;
  93       case Intrinsic::longjmp:
  94         EnsureFunctionExists(M, "longjmp", I->arg_begin(), I->arg_end(),
  95                              Type::VoidTy);
  96         break;
  97       case Intrinsic::siglongjmp:
  98         EnsureFunctionExists(M, "abort", I->arg_end(), I->arg_end(),
  99                              Type::VoidTy);
 100         break;
 101       case Intrinsic::memcpy:
 102         M.getOrInsertFunction("memcpy", PointerType::getUnqual(Type::Int8Ty),
 103                               PointerType::getUnqual(Type::Int8Ty),
 104                               PointerType::getUnqual(Type::Int8Ty),
 105                               TD.getIntPtrType(), (Type *)0);
 106         break;
 107       case Intrinsic::memmove:
 108         M.getOrInsertFunction("memmove", PointerType::getUnqual(Type::Int8Ty),
 109                               PointerType::getUnqual(Type::Int8Ty),
 110                               PointerType::getUnqual(Type::Int8Ty),
 111                               TD.getIntPtrType(), (Type *)0);
 112         break;
 113       case Intrinsic::memset:
 114         M.getOrInsertFunction("memset", PointerType::getUnqual(Type::Int8Ty),
 115                               PointerType::getUnqual(Type::Int8Ty),
 116                               Type::Int32Ty,
 117                               TD.getIntPtrType(), (Type *)0);
 118         break;
 119       case Intrinsic::sqrt:
 120         EnsureFPIntrinsicsExist(M, I, "sqrtf", "sqrt", "sqrtl");
 121         break;
 122       case Intrinsic::sin:
 123         EnsureFPIntrinsicsExist(M, I, "sinf", "sin", "sinl");
 124         break;
 125       case Intrinsic::cos:
 126         EnsureFPIntrinsicsExist(M, I, "cosf", "cos", "cosl");
 127         break;
 128       case Intrinsic::pow:
 129         EnsureFPIntrinsicsExist(M, I, "powf", "pow", "powl");
 130         break;
 131       case Intrinsic::log:
 132         EnsureFPIntrinsicsExist(M, I, "logf", "log", "logl");
 133         break;
 134       case Intrinsic::log2:
 135         EnsureFPIntrinsicsExist(M, I, "log2f", "log2", "log2l");
 136         break;
 137       case Intrinsic::log10:
 138         EnsureFPIntrinsicsExist(M, I, "log10f", "log10", "log10l");
 139         break;
 140       case Intrinsic::exp:
 141         EnsureFPIntrinsicsExist(M, I, "expf", "exp", "expl");
 142         break;
 143       case Intrinsic::exp2:
 144         EnsureFPIntrinsicsExist(M, I, "exp2f", "exp2", "exp2l");
 145         break;
 146       }
 147 }
 148
 149 /// LowerBSWAP - Emit the code to lower bswap of V before the specified
 150 /// instruction IP.
 151 static Value *LowerBSWAP(Value *V, Instruction *IP) {
 152   assert(V->getType()->isInteger() && "Can't bswap a non-integer type!");
 153
 154   unsigned BitSize = V->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
 155
 156   IRBuilder<> Builder(IP->getParent(), IP);
 157
 158   switch(BitSize) {
 159   default: assert(0 && "Unhandled type size of value to byteswap!");
 160   case 16: {
 161     Value *Tmp1 = Builder.CreateShl(V, ConstantInt::get(V->getType(), 8),
 162                                     "bswap.2");
 163     Value *Tmp2 = Builder.CreateLShr(V, ConstantInt::get(V->getType(), 8),
 164                                      "bswap.1");
 165     V = Builder.CreateOr(Tmp1, Tmp2, "bswap.i16");
 166     break;
 167   }
 168   case 32: {
 169     Value *Tmp4 = Builder.CreateShl(V, ConstantInt::get(V->getType(), 24),
 170                                     "bswap.4");
 171     Value *Tmp3 = Builder.CreateShl(V, ConstantInt::get(V->getType(), 8),
 172                                     "bswap.3");
 173     Value *Tmp2 = Builder.CreateLShr(V, ConstantInt::get(V->getType(), 8),
 174                                      "bswap.2");
 175     Value *Tmp1 = Builder.CreateLShr(V, ConstantInt::get(V->getType(), 24),
 176                                      "bswap.1");
 177     Tmp3 = Builder.CreateAnd(Tmp3, ConstantInt::get(Type::Int32Ty, 0xFF0000),
 178                              "bswap.and3");
 179     Tmp2 = Builder.CreateAnd(Tmp2, ConstantInt::get(Type::Int32Ty, 0xFF00),
 180                              "bswap.and2");
 181     Tmp4 = Builder.CreateOr(Tmp4, Tmp3, "bswap.or1");
 182     Tmp2 = Builder.CreateOr(Tmp2, Tmp1, "bswap.or2");
 183     V = Builder.CreateOr(Tmp4, Tmp2, "bswap.i32");
 184     break;
 185   }
 186   case 64: {
 187     Value *Tmp8 = Builder.CreateShl(V, ConstantInt::get(V->getType(), 56),
 188                                     "bswap.8");
 189     Value *Tmp7 = Builder.CreateShl(V, ConstantInt::get(V->getType(), 40),
 190                                     "bswap.7");
 191     Value *Tmp6 = Builder.CreateShl(V, ConstantInt::get(V->getType(), 24),
 192                                     "bswap.6");
 193     Value *Tmp5 = Builder.CreateShl(V, ConstantInt::get(V->getType(), 8),
 194                                     "bswap.5");
 195     Value* Tmp4 = Builder.CreateLShr(V, ConstantInt::get(V->getType(), 8),
 196                                      "bswap.4");
 197     Value* Tmp3 = Builder.CreateLShr(V, ConstantInt::get(V->getType(), 24),
 198                                      "bswap.3");
 199     Value* Tmp2 = Builder.CreateLShr(V, ConstantInt::get(V->getType(), 40),
 200                                      "bswap.2");
 201     Value* Tmp1 = Builder.CreateLShr(V, ConstantInt::get(V->getType(), 56),
 202                                      "bswap.1");
 203     Tmp7 = Builder.CreateAnd(Tmp7,
 204                              ConstantInt::get(Type::Int64Ty,
 205                                               0xFF000000000000ULL),
 206                              "bswap.and7");
 207     Tmp6 = Builder.CreateAnd(Tmp6,
 208                              ConstantInt::get(Type::Int64Ty,
 209                                               0xFF0000000000ULL),
 210                              "bswap.and6");
 211     Tmp5 = Builder.CreateAnd(Tmp5,
 212                              ConstantInt::get(Type::Int64Ty, 0xFF00000000ULL),
 213                              "bswap.and5");
 214     Tmp4 = Builder.CreateAnd(Tmp4,
 215                              ConstantInt::get(Type::Int64Ty, 0xFF000000ULL),
 216                              "bswap.and4");
 217     Tmp3 = Builder.CreateAnd(Tmp3,
 218                              ConstantInt::get(Type::Int64Ty, 0xFF0000ULL),
 219                              "bswap.and3");
 220     Tmp2 = Builder.CreateAnd(Tmp2,
 221                              ConstantInt::get(Type::Int64Ty, 0xFF00ULL),
 222                              "bswap.and2");
 223     Tmp8 = Builder.CreateOr(Tmp8, Tmp7, "bswap.or1");
 224     Tmp6 = Builder.CreateOr(Tmp6, Tmp5, "bswap.or2");
 225     Tmp4 = Builder.CreateOr(Tmp4, Tmp3, "bswap.or3");
 226     Tmp2 = Builder.CreateOr(Tmp2, Tmp1, "bswap.or4");
 227     Tmp8 = Builder.CreateOr(Tmp8, Tmp6, "bswap.or5");
 228     Tmp4 = Builder.CreateOr(Tmp4, Tmp2, "bswap.or6");
 229     V = Builder.CreateOr(Tmp8, Tmp4, "bswap.i64");
 230     break;
 231   }
 232   }
 233   return V;
 234 }
 235
 236 /// LowerCTPOP - Emit the code to lower ctpop of V before the specified
 237 /// instruction IP.
 238 static Value *LowerCTPOP(Value *V, Instruction *IP) {
 239   assert(V->getType()->isInteger() && "Can't ctpop a non-integer type!");
 240
 241   static const uint64_t MaskValues[6] = {
 242     0x5555555555555555ULL, 0x3333333333333333ULL,
 243     0x0F0F0F0F0F0F0F0FULL, 0x00FF00FF00FF00FFULL,
 244     0x0000FFFF0000FFFFULL, 0x00000000FFFFFFFFULL
 245   };
 246
 247   IRBuilder<> Builder(IP->getParent(), IP);
 248
 249   unsigned BitSize = V->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
 250   unsigned WordSize = (BitSize + 63) / 64;
 251   Value *Count = ConstantInt::get(V->getType(), 0);
 252
 253   for (unsigned n = 0; n < WordSize; ++n) {
 254     Value *PartValue = V;
 255     for (unsigned i = 1, ct = 0; i < (BitSize>64 ? 64 : BitSize);
 256          i <<= 1, ++ct) {
 257       Value *MaskCst = ConstantInt::get(V->getType(), MaskValues[ct]);
 258       Value *LHS = Builder.CreateAnd(PartValue, MaskCst, "cppop.and1");
 259       Value *VShift = Builder.CreateLShr(PartValue,
 260                                          ConstantInt::get(V->getType(), i),
 261                                          "ctpop.sh");
 262       Value *RHS = Builder.CreateAnd(VShift, MaskCst, "cppop.and2");
 263       PartValue = Builder.CreateAdd(LHS, RHS, "ctpop.step");
 264     }
 265     Count = Builder.CreateAdd(PartValue, Count, "ctpop.part");
 266     if (BitSize > 64) {
 267       V = Builder.CreateLShr(V, ConstantInt::get(V->getType(), 64),
 268                              "ctpop.part.sh");
 269       BitSize -= 64;
 270     }
 271   }
 272
 273   return Count;
 274 }
 275
 276 /// LowerCTLZ - Emit the code to lower ctlz of V before the specified
 277 /// instruction IP.
 278 static Value *LowerCTLZ(Value *V, Instruction *IP) {
 279
 280   IRBuilder<> Builder(IP->getParent(), IP);
 281
 282   unsigned BitSize = V->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
 283   for (unsigned i = 1; i < BitSize; i <<= 1) {
 284     Value *ShVal = ConstantInt::get(V->getType(), i);
 285     ShVal = Builder.CreateLShr(V, ShVal, "ctlz.sh");
 286     V = Builder.CreateOr(V, ShVal, "ctlz.step");
 287   }
 288
 289   V = Builder.CreateNot(V);
 290   return LowerCTPOP(V, IP);
 291 }
 292
 293 /// Convert the llvm.part.select.iX.iY intrinsic. This intrinsic takes
 294 /// three integer arguments. The first argument is the Value from which the
 295 /// bits will be selected. It may be of any bit width. The second and third
 296 /// arguments specify a range of bits to select with the second argument
 297 /// specifying the low bit and the third argument specifying the high bit. Both
 298 /// must be type i32. The result is the corresponding selected bits from the
 299 /// Value in the same width as the Value (first argument). If the low bit index
 300 /// is higher than the high bit index then the inverse selection is done and
 301 /// the bits are returned in inverse order.
 302 /// @brief Lowering of llvm.part.select intrinsic.
 303 static Instruction *LowerPartSelect(CallInst *CI) {
 304   IRBuilder<> Builder(*CI->getParent()->getContext());
 305
 306   // Make sure we're dealing with a part select intrinsic here
 307   Function *F = CI->getCalledFunction();
 308   const FunctionType *FT = F->getFunctionType();
 309   if (!F->isDeclaration() || !FT->getReturnType()->isInteger() ||
 310       FT->getNumParams() != 3 || !FT->getParamType(0)->isInteger() ||
 311       !FT->getParamType(1)->isInteger() || !FT->getParamType(2)->isInteger())
 312     return CI;
 313
 314   // Get the intrinsic implementation function by converting all the . to _
 315   // in the intrinsic's function name and then reconstructing the function
 316   // declaration.
 317   std::string Name(F->getName());
 318   for (unsigned i = 4; i < Name.length(); ++i)
 319     if (Name[i] == '.')
 320       Name[i] = '_';
 321   Module* M = F->getParent();
 322   F = cast<Function>(M->getOrInsertFunction(Name, FT));
 323   F->setLinkage(GlobalValue::WeakAnyLinkage);
 324
 325   // If we haven't defined the impl function yet, do so now
 326   if (F->isDeclaration()) {
 327
 328     // Get the arguments to the function
 329     Function::arg_iterator args = F->arg_begin();
 330     Value* Val = args++; Val->setName("Val");
 331     Value* Lo = args++; Lo->setName("Lo");
 332     Value* Hi = args++; Hi->setName("High");
 333
 334     // We want to select a range of bits here such that [Hi, Lo] is shifted
 335     // down to the low bits. However, it is quite possible that Hi is smaller
 336     // than Lo in which case the bits have to be reversed.
 337
 338     // Create the blocks we will need for the two cases (forward, reverse)
 339     BasicBlock* CurBB   = BasicBlock::Create("entry", F);
 340     BasicBlock *RevSize = BasicBlock::Create("revsize", CurBB->getParent());
 341     BasicBlock *FwdSize = BasicBlock::Create("fwdsize", CurBB->getParent());
 342     BasicBlock *Compute = BasicBlock::Create("compute", CurBB->getParent());
 343     BasicBlock *Reverse = BasicBlock::Create("reverse", CurBB->getParent());
 344     BasicBlock *RsltBlk = BasicBlock::Create("result",  CurBB->getParent());
 345
 346     Builder.SetInsertPoint(CurBB);
 347
 348     // Cast Hi and Lo to the size of Val so the widths are all the same
 349     if (Hi->getType() != Val->getType())
 350       Hi = Builder.CreateIntCast(Hi, Val->getType(), /* isSigned */ false,
 351                                  "tmp");
 352     if (Lo->getType() != Val->getType())
 353       Lo = Builder.CreateIntCast(Lo, Val->getType(), /* isSigned */ false,
 354                                  "tmp");
 355
 356     // Compute a few things that both cases will need, up front.
 357     Constant* Zero = ConstantInt::get(Val->getType(), 0);
 358     Constant* One = ConstantInt::get(Val->getType(), 1);
 359     Constant* AllOnes = ConstantInt::getAllOnesValue(Val->getType());
 360
 361     // Compare the Hi and Lo bit positions. This is used to determine
 362     // which case we have (forward or reverse)
 363     Value *Cmp = Builder.CreateICmpULT(Hi, Lo, "less");
 364     Builder.CreateCondBr(Cmp, RevSize, FwdSize);
 365
 366     // First, compute the number of bits in the forward case.
 367     Builder.SetInsertPoint(FwdSize);
 368     Value* FBitSize = Builder.CreateSub(Hi, Lo, "fbits");
 369     Builder.CreateBr(Compute);
 370
 371     // Second, compute the number of bits in the reverse case.
 372     Builder.SetInsertPoint(RevSize);
 373     Value* RBitSize = Builder.CreateSub(Lo, Hi, "rbits");
 374     Builder.CreateBr(Compute);
 375
 376     // Now, compute the bit range. Start by getting the bitsize and the shift
 377     // amount (either Hi or Lo) from PHI nodes. Then we compute a mask for
 378     // the number of bits we want in the range. We shift the bits down to the
 379     // least significant bits, apply the mask to zero out unwanted high bits,
 380     // and we have computed the "forward" result. It may still need to be
 381     // reversed.
 382     Builder.SetInsertPoint(Compute);
 383
 384     // Get the BitSize from one of the two subtractions
 385     PHINode *BitSize = Builder.CreatePHI(Val->getType(), "bits");
 386     BitSize->reserveOperandSpace(2);
 387     BitSize->addIncoming(FBitSize, FwdSize);
 388     BitSize->addIncoming(RBitSize, RevSize);
 389
 390     // Get the ShiftAmount as the smaller of Hi/Lo
 391     PHINode *ShiftAmt = Builder.CreatePHI(Val->getType(), "shiftamt");
 392     ShiftAmt->reserveOperandSpace(2);
 393     ShiftAmt->addIncoming(Lo, FwdSize);
 394     ShiftAmt->addIncoming(Hi, RevSize);
 395
 396     // Increment the bit size
 397     Value *BitSizePlusOne = Builder.CreateAdd(BitSize, One, "bits");
 398
 399     // Create a Mask to zero out the high order bits.
 400     Value* Mask = Builder.CreateShl(AllOnes, BitSizePlusOne, "mask");
 401     Mask = Builder.CreateNot(Mask, "mask");
 402
 403     // Shift the bits down and apply the mask
 404     Value* FRes = Builder.CreateLShr(Val, ShiftAmt, "fres");
 405     FRes = Builder.CreateAnd(FRes, Mask, "fres");
 406     Builder.CreateCondBr(Cmp, Reverse, RsltBlk);
 407
 408     // In the Reverse block we have the mask already in FRes but we must reverse
 409     // it by shifting FRes bits right and putting them in RRes by shifting them
 410     // in from left.
 411     Builder.SetInsertPoint(Reverse);
 412
 413     // First set up our loop counters
 414     PHINode *Count = Builder.CreatePHI(Val->getType(), "count");
 415     Count->reserveOperandSpace(2);
 416     Count->addIncoming(BitSizePlusOne, Compute);
 417
 418     // Next, get the value that we are shifting.
 419     PHINode *BitsToShift = Builder.CreatePHI(Val->getType(), "val");
 420     BitsToShift->reserveOperandSpace(2);
 421     BitsToShift->addIncoming(FRes, Compute);
 422
 423     // Finally, get the result of the last computation
 424     PHINode *RRes = Builder.CreatePHI(Val->getType(), "rres");
 425     RRes->reserveOperandSpace(2);
 426     RRes->addIncoming(Zero, Compute);
 427
 428     // Decrement the counter
 429     Value *Decr = Builder.CreateSub(Count, One, "decr");
 430     Count->addIncoming(Decr, Reverse);
 431
 432     // Compute the Bit that we want to move
 433     Value *Bit = Builder.CreateAnd(BitsToShift, One, "bit");
 434
 435     // Compute the new value for next iteration.
 436     Value *NewVal = Builder.CreateLShr(BitsToShift, One, "rshift");
 437     BitsToShift->addIncoming(NewVal, Reverse);
 438
 439     // Shift the bit into the low bits of the result.
 440     Value *NewRes = Builder.CreateShl(RRes, One, "lshift");
 441     NewRes = Builder.CreateOr(NewRes, Bit, "addbit");
 442     RRes->addIncoming(NewRes, Reverse);
 443
 444     // Terminate loop if we've moved all the bits.
 445     Value *Cond = Builder.CreateICmpEQ(Decr, Zero, "cond");
 446     Builder.CreateCondBr(Cond, RsltBlk, Reverse);
 447
 448     // Finally, in the result block, select one of the two results with a PHI
 449     // node and return the result;
 450     Builder.SetInsertPoint(RsltBlk);
 451     PHINode *BitSelect = Builder.CreatePHI(Val->getType(), "part_select");
 452     BitSelect->reserveOperandSpace(2);
 453     BitSelect->addIncoming(FRes, Compute);
 454     BitSelect->addIncoming(NewRes, Reverse);
 455     Builder.CreateRet(BitSelect);
 456   }
 457
 458   // Return a call to the implementation function
 459   Builder.SetInsertPoint(CI->getParent(), CI);
 460   CallInst *NewCI = Builder.CreateCall3(F, CI->getOperand(1),
 461                                         CI->getOperand(2), CI->getOperand(3));
 462   NewCI->setName(CI->getName());
 463   return NewCI;
 464 }
 465
 466 /// Convert the llvm.part.set.iX.iY.iZ intrinsic. This intrinsic takes
 467 /// four integer arguments (iAny %Value, iAny %Replacement, i32 %Low, i32 %High)
 468 /// The first two arguments can be any bit width. The result is the same width
 469 /// as %Value. The operation replaces bits between %Low and %High with the value
 470 /// in %Replacement. If %Replacement is not the same width, it is truncated or
 471 /// zero extended as appropriate to fit the bits being replaced. If %Low is
 472 /// greater than %High then the inverse set of bits are replaced.
 473 /// @brief Lowering of llvm.bit.part.set intrinsic.
 474 static Instruction *LowerPartSet(CallInst *CI) {
 475   IRBuilder<> Builder(*CI->getParent()->getContext());
 476
 477   // Make sure we're dealing with a part select intrinsic here
 478   Function *F = CI->getCalledFunction();
 479   const FunctionType *FT = F->getFunctionType();
 480   if (!F->isDeclaration() || !FT->getReturnType()->isInteger() ||
 481       FT->getNumParams() != 4 || !FT->getParamType(0)->isInteger() ||
 482       !FT->getParamType(1)->isInteger() || !FT->getParamType(2)->isInteger() ||
 483       !FT->getParamType(3)->isInteger())
 484     return CI;
 485
 486   // Get the intrinsic implementation function by converting all the . to _
 487   // in the intrinsic's function name and then reconstructing the function
 488   // declaration.
 489   std::string Name(F->getName());
 490   for (unsigned i = 4; i < Name.length(); ++i)
 491     if (Name[i] == '.')
 492       Name[i] = '_';
 493   Module* M = F->getParent();
 494   F = cast<Function>(M->getOrInsertFunction(Name, FT));
 495   F->setLinkage(GlobalValue::WeakAnyLinkage);
 496
 497   // If we haven't defined the impl function yet, do so now
 498   if (F->isDeclaration()) {
 499     // Get the arguments for the function.
 500     Function::arg_iterator args = F->arg_begin();
 501     Value* Val = args++; Val->setName("Val");
 502     Value* Rep = args++; Rep->setName("Rep");
 503     Value* Lo  = args++; Lo->setName("Lo");
 504     Value* Hi  = args++; Hi->setName("Hi");
 505
 506     // Get some types we need
 507     const IntegerType* ValTy = cast<IntegerType>(Val->getType());
 508     const IntegerType* RepTy = cast<IntegerType>(Rep->getType());
 509     uint32_t RepBits = RepTy->getBitWidth();
 510
 511     // Constant Definitions
 512     ConstantInt* RepBitWidth = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, RepBits);
 513     ConstantInt* RepMask = ConstantInt::getAllOnesValue(RepTy);
 514     ConstantInt* ValMask = ConstantInt::getAllOnesValue(ValTy);
 515     ConstantInt* One = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, 1);
 516     ConstantInt* ValOne = ConstantInt::get(ValTy, 1);
 517     ConstantInt* Zero = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, 0);
 518     ConstantInt* ValZero = ConstantInt::get(ValTy, 0);
 519
 520     // Basic blocks we fill in below.
 521     BasicBlock* entry = BasicBlock::Create("entry", F, 0);
 522     BasicBlock* large = BasicBlock::Create("large", F, 0);
 523     BasicBlock* small = BasicBlock::Create("small", F, 0);
 524     BasicBlock* reverse = BasicBlock::Create("reverse", F, 0);
 525     BasicBlock* result = BasicBlock::Create("result", F, 0);
 526
 527     // BASIC BLOCK: entry
 528     Builder.SetInsertPoint(entry);
 529     // First, get the number of bits that we're placing as an i32
 530     Value* is_forward = Builder.CreateICmpULT(Lo, Hi);
 531     Value* Hi_pn = Builder.CreateSelect(is_forward, Hi, Lo);
 532     Value* Lo_pn = Builder.CreateSelect(is_forward, Lo, Hi);
 533     Value* NumBits = Builder.CreateSub(Hi_pn, Lo_pn);
 534     NumBits = Builder.CreateAdd(NumBits, One);
 535     // Now, convert Lo and Hi to ValTy bit width
 536     Lo = Builder.CreateIntCast(Lo_pn, ValTy, /* isSigned */ false);
 537     // Determine if the replacement bits are larger than the number of bits we
 538     // are replacing and deal with it.
 539     Value* is_large = Builder.CreateICmpULT(NumBits, RepBitWidth);
 540     Builder.CreateCondBr(is_large, large, small);
 541
 542     // BASIC BLOCK: large
 543     Builder.SetInsertPoint(large);
 544     Value* MaskBits = Builder.CreateSub(RepBitWidth, NumBits);
 545     MaskBits = Builder.CreateIntCast(MaskBits, RepMask->getType(),
 546                                      /* isSigned */ false);
 547     Value* Mask1 = Builder.CreateLShr(RepMask, MaskBits);
 548     Value* Rep2 = Builder.CreateAnd(Mask1, Rep);
 549     Builder.CreateBr(small);
 550
 551     // BASIC BLOCK: small
 552     Builder.SetInsertPoint(small);
 553     PHINode* Rep3 = Builder.CreatePHI(RepTy);
 554     Rep3->reserveOperandSpace(2);
 555     Rep3->addIncoming(Rep2, large);
 556     Rep3->addIncoming(Rep, entry);
 557     Value* Rep4 = Builder.CreateIntCast(Rep3, ValTy, /* isSigned */ false);
 558     Builder.CreateCondBr(is_forward, result, reverse);
 559
 560     // BASIC BLOCK: reverse (reverses the bits of the replacement)
 561     Builder.SetInsertPoint(reverse);
 562     // Set up our loop counter as a PHI so we can decrement on each iteration.
 563     // We will loop for the number of bits in the replacement value.
 564     PHINode *Count = Builder.CreatePHI(Type::Int32Ty, "count");
 565     Count->reserveOperandSpace(2);
 566     Count->addIncoming(NumBits, small);
 567
 568     // Get the value that we are shifting bits out of as a PHI because
 569     // we'll change this with each iteration.
 570     PHINode *BitsToShift = Builder.CreatePHI(Val->getType(), "val");
 571     BitsToShift->reserveOperandSpace(2);
 572     BitsToShift->addIncoming(Rep4, small);
 573
 574     // Get the result of the last computation or zero on first iteration
 575     PHINode *RRes = Builder.CreatePHI(Val->getType(), "rres");
 576     RRes->reserveOperandSpace(2);
 577     RRes->addIncoming(ValZero, small);
 578
 579     // Decrement the loop counter by one
 580     Value *Decr = Builder.CreateSub(Count, One);
 581     Count->addIncoming(Decr, reverse);
 582
 583     // Get the bit that we want to move into the result
 584     Value *Bit = Builder.CreateAnd(BitsToShift, ValOne);
 585
 586     // Compute the new value of the bits to shift for the next iteration.
 587     Value *NewVal = Builder.CreateLShr(BitsToShift, ValOne);
 588     BitsToShift->addIncoming(NewVal, reverse);
 589
 590     // Shift the bit we extracted into the low bit of the result.
 591     Value *NewRes = Builder.CreateShl(RRes, ValOne);
 592     NewRes = Builder.CreateOr(NewRes, Bit);
 593     RRes->addIncoming(NewRes, reverse);
 594
 595     // Terminate loop if we've moved all the bits.
 596     Value *Cond = Builder.CreateICmpEQ(Decr, Zero);
 597     Builder.CreateCondBr(Cond, result, reverse);
 598
 599     // BASIC BLOCK: result
 600     Builder.SetInsertPoint(result);
 601     PHINode *Rplcmnt = Builder.CreatePHI(Val->getType());
 602     Rplcmnt->reserveOperandSpace(2);
 603     Rplcmnt->addIncoming(NewRes, reverse);
 604     Rplcmnt->addIncoming(Rep4, small);
 605     Value* t0   = Builder.CreateIntCast(NumBits, ValTy, /* isSigned */ false);
 606     Value* t1   = Builder.CreateShl(ValMask, Lo);
 607     Value* t2   = Builder.CreateNot(t1);
 608     Value* t3   = Builder.CreateShl(t1, t0);
 609     Value* t4   = Builder.CreateOr(t2, t3);
 610     Value* t5   = Builder.CreateAnd(t4, Val);
 611     Value* t6   = Builder.CreateShl(Rplcmnt, Lo);
 612     Value* Rslt = Builder.CreateOr(t5, t6, "part_set");
 613     Builder.CreateRet(Rslt);
 614   }
 615
 616   // Return a call to the implementation function
 617   Builder.SetInsertPoint(CI->getParent(), CI);
 618   CallInst *NewCI = Builder.CreateCall4(F, CI->getOperand(1),
 619                                         CI->getOperand(2), CI->getOperand(3),
 620                                         CI->getOperand(4));
 621   NewCI->setName(CI->getName());
 622   return NewCI;
 623 }
 624
 625 static void ReplaceFPIntrinsicWithCall(CallInst *CI, const char *Fname,
 626                                        const char *Dname,
 627                                        const char *LDname) {
 628   switch (CI->getOperand(1)->getType()->getTypeID()) {
 629   default: assert(0 && "Invalid type in intrinsic"); abort();
 630   case Type::FloatTyID:
 631     ReplaceCallWith(Fname, CI, CI->op_begin() + 1, CI->op_end(),
 632                   Type::FloatTy);
 633     break;
 634   case Type::DoubleTyID:
 635     ReplaceCallWith(Dname, CI, CI->op_begin() + 1, CI->op_end(),
 636                   Type::DoubleTy);
 637     break;
 638   case Type::X86_FP80TyID:
 639   case Type::FP128TyID:
 640   case Type::PPC_FP128TyID:
 641     ReplaceCallWith(LDname, CI, CI->op_begin() + 1, CI->op_end(),
 642                   CI->getOperand(1)->getType());
 643     break;
 644   }
 645 }
 646
 647 void IntrinsicLowering::LowerIntrinsicCall(CallInst *CI) {
 648   IRBuilder<> Builder(CI->getParent(), CI);
 649
 650   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
 651   assert(Callee && "Cannot lower an indirect call!");
 652
 653   switch (Callee->getIntrinsicID()) {
 654   case Intrinsic::not_intrinsic:
 655     cerr << "Cannot lower a call to a non-intrinsic function '"
 656          << Callee->getName() << "'!\n";
 657     abort();
 658   default:
 659     cerr << "Error: Code generator does not support intrinsic function '"
 660          << Callee->getName() << "'!\n";
 661     abort();
 662
 663     // The setjmp/longjmp intrinsics should only exist in the code if it was
 664     // never optimized (ie, right out of the CFE), or if it has been hacked on
 665     // by the lowerinvoke pass.  In both cases, the right thing to do is to
 666     // convert the call to an explicit setjmp or longjmp call.
 667   case Intrinsic::setjmp: {
 668     Value *V = ReplaceCallWith("setjmp", CI, CI->op_begin() + 1, CI->op_end(),
 669                                Type::Int32Ty);
 670     if (CI->getType() != Type::VoidTy)
 671       CI->replaceAllUsesWith(V);
 672     break;
 673   }
 674   case Intrinsic::sigsetjmp:
 675      if (CI->getType() != Type::VoidTy)
 676        CI->replaceAllUsesWith(Constant::getNullValue(CI->getType()));
 677      break;
 678
 679   case Intrinsic::longjmp: {
 680     ReplaceCallWith("longjmp", CI, CI->op_begin() + 1, CI->op_end(),
 681                     Type::VoidTy);
 682     break;
 683   }
 684
 685   case Intrinsic::siglongjmp: {
 686     // Insert the call to abort
 687     ReplaceCallWith("abort", CI, CI->op_end(), CI->op_end(),
 688                     Type::VoidTy);
 689     break;
 690   }
 691   case Intrinsic::ctpop:
 692     CI->replaceAllUsesWith(LowerCTPOP(CI->getOperand(1), CI));
 693     break;
 694
 695   case Intrinsic::bswap:
 696     CI->replaceAllUsesWith(LowerBSWAP(CI->getOperand(1), CI));
 697     break;
 698
 699   case Intrinsic::ctlz:
 700     CI->replaceAllUsesWith(LowerCTLZ(CI->getOperand(1), CI));
 701     break;
 702
 703   case Intrinsic::cttz: {
 704     // cttz(x) -> ctpop(~X & (X-1))
 705     Value *Src = CI->getOperand(1);
 706     Value *NotSrc = Builder.CreateNot(Src);
 707     NotSrc->setName(Src->getName() + ".not");
 708     Value *SrcM1 = ConstantInt::get(Src->getType(), 1);
 709     SrcM1 = Builder.CreateSub(Src, SrcM1);
 710     Src = LowerCTPOP(Builder.CreateAnd(NotSrc, SrcM1), CI);
 711     CI->replaceAllUsesWith(Src);
 712     break;
 713   }
 714
 715   case Intrinsic::part_select:
 716     CI->replaceAllUsesWith(LowerPartSelect(CI));
 717     break;
 718
 719   case Intrinsic::part_set:
 720     CI->replaceAllUsesWith(LowerPartSet(CI));
 721     break;
 722
 723   case Intrinsic::stacksave:
 724   case Intrinsic::stackrestore: {
 725     if (!Warned)
 726       cerr << "WARNING: this target does not support the llvm.stack"
 727            << (Callee->getIntrinsicID() == Intrinsic::stacksave ?
 728                "save" : "restore") << " intrinsic.\n";
 729     Warned = true;
 730     if (Callee->getIntrinsicID() == Intrinsic::stacksave)
 731       CI->replaceAllUsesWith(Constant::getNullValue(CI->getType()));
 732     break;
 733   }
 734
 735   case Intrinsic::returnaddress:
 736   case Intrinsic::frameaddress:
 737     cerr << "WARNING: this target does not support the llvm."
 738          << (Callee->getIntrinsicID() == Intrinsic::returnaddress ?
 739              "return" : "frame") << "address intrinsic.\n";
 740     CI->replaceAllUsesWith(ConstantPointerNull::get(
 741                                             cast<PointerType>(CI->getType())));
 742     break;
 743
 744   case Intrinsic::prefetch:
 745     break;    // Simply strip out prefetches on unsupported architectures
 746
 747   case Intrinsic::pcmarker:
 748     break;    // Simply strip out pcmarker on unsupported architectures
 749   case Intrinsic::readcyclecounter: {
 750     cerr << "WARNING: this target does not support the llvm.readcyclecoun"
 751          << "ter intrinsic.  It is being lowered to a constant 0\n";
 752     CI->replaceAllUsesWith(ConstantInt::get(Type::Int64Ty, 0));
 753     break;
 754   }
 755
 756   case Intrinsic::dbg_stoppoint:
 757   case Intrinsic::dbg_region_start:
 758   case Intrinsic::dbg_region_end:
 759   case Intrinsic::dbg_func_start:
 760   case Intrinsic::dbg_declare:
 761     break;    // Simply strip out debugging intrinsics
 762
 763   case Intrinsic::eh_exception:
 764   case Intrinsic::eh_selector_i32:
 765   case Intrinsic::eh_selector_i64:
 766     CI->replaceAllUsesWith(Constant::getNullValue(CI->getType()));
 767     break;
 768
 769   case Intrinsic::eh_typeid_for_i32:
 770   case Intrinsic::eh_typeid_for_i64:
 771     // Return something different to eh_selector.
 772     CI->replaceAllUsesWith(ConstantInt::get(CI->getType(), 1));
 773     break;
 774
 775   case Intrinsic::var_annotation:
 776     break;   // Strip out annotate intrinsic
 777
 778   case Intrinsic::memcpy: {
 779     const IntegerType *IntPtr = TD.getIntPtrType();
 780     Value *Size = Builder.CreateIntCast(CI->getOperand(3), IntPtr,
 781                                         /* isSigned */ false);
 782     Value *Ops[3];
 783     Ops[0] = CI->getOperand(1);
 784     Ops[1] = CI->getOperand(2);
 785     Ops[2] = Size;
 786     ReplaceCallWith("memcpy", CI, Ops, Ops+3, CI->getOperand(1)->getType());
 787     break;
 788   }
 789   case Intrinsic::memmove: {
 790     const IntegerType *IntPtr = TD.getIntPtrType();
 791     Value *Size = Builder.CreateIntCast(CI->getOperand(3), IntPtr,
 792                                         /* isSigned */ false);
 793     Value *Ops[3];
 794     Ops[0] = CI->getOperand(1);
 795     Ops[1] = CI->getOperand(2);
 796     Ops[2] = Size;
 797     ReplaceCallWith("memmove", CI, Ops, Ops+3, CI->getOperand(1)->getType());
 798     break;
 799   }
 800   case Intrinsic::memset: {
 801     const IntegerType *IntPtr = TD.getIntPtrType();
 802     Value *Size = Builder.CreateIntCast(CI->getOperand(3), IntPtr,
 803                                         /* isSigned */ false);
 804     Value *Ops[3];
 805     Ops[0] = CI->getOperand(1);
 806     // Extend the amount to i32.
 807     Ops[1] = Builder.CreateIntCast(CI->getOperand(2), Type::Int32Ty,
 808                                    /* isSigned */ false);
 809     Ops[2] = Size;
 810     ReplaceCallWith("memset", CI, Ops, Ops+3, CI->getOperand(1)->getType());
 811     break;
 812   }
 813   case Intrinsic::sqrt: {
 814     ReplaceFPIntrinsicWithCall(CI, "sqrtf", "sqrt", "sqrtl");
 815     break;
 816   }
 817   case Intrinsic::log: {
 818     ReplaceFPIntrinsicWithCall(CI, "logf", "log", "logl");
 819     break;
 820   }
 821   case Intrinsic::log2: {
 822     ReplaceFPIntrinsicWithCall(CI, "log2f", "log2", "log2l");
 823     break;
 824   }
 825   case Intrinsic::log10: {
 826     ReplaceFPIntrinsicWithCall(CI, "log10f", "log10", "log10l");
 827     break;
 828   }
 829   case Intrinsic::exp: {
 830     ReplaceFPIntrinsicWithCall(CI, "expf", "exp", "expl");
 831     break;
 832   }
 833   case Intrinsic::exp2: {
 834     ReplaceFPIntrinsicWithCall(CI, "exp2f", "exp2", "exp2l");
 835     break;
 836   }
 837   case Intrinsic::pow: {
 838     ReplaceFPIntrinsicWithCall(CI, "powf", "pow", "powl");
 839     break;
 840   }
 841   case Intrinsic::flt_rounds:
 842      // Lower to "round to the nearest"
 843      if (CI->getType() != Type::VoidTy)
 844        CI->replaceAllUsesWith(ConstantInt::get(CI->getType(), 1));
 845      break;
 846   }
 847
 848   assert(CI->use_empty() &&
 849          "Lowering should have eliminated any uses of the intrinsic call!");
 850   CI->eraseFromParent();
 851 }