lib/CodeGen/IntrinsicLowering.cpp

   1 //===-- IntrinsicLowering.cpp - Intrinsic Lowering default implementation -===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
   6 // the University of Illinois Open Source 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/Instructions.h"
  18 #include "llvm/Type.h"
  19 #include "llvm/CodeGen/IntrinsicLowering.h"
  20 #include "llvm/Support/Streams.h"
  21 #include "llvm/Target/TargetData.h"
  22 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
  23 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
  24 using namespace llvm;
  25
  26 template <class ArgIt>
  27 static void EnsureFunctionExists(Module &M, const char *Name,
  28                                  ArgIt ArgBegin, ArgIt ArgEnd,
  29                                  const Type *RetTy) {
  30   // Insert a correctly-typed definition now.
  31   std::vector<const Type *> ParamTys;
  32   for (ArgIt I = ArgBegin; I != ArgEnd; ++I)
  33     ParamTys.push_back(I->getType());
  34   M.getOrInsertFunction(Name, FunctionType::get(RetTy, ParamTys, false));
  35 }
  36
  37 /// ReplaceCallWith - This function is used when we want to lower an intrinsic
  38 /// call to a call of an external function.  This handles hard cases such as
  39 /// when there was already a prototype for the external function, and if that
  40 /// prototype doesn't match the arguments we expect to pass in.
  41 template <class ArgIt>
  42 static CallInst *ReplaceCallWith(const char *NewFn, CallInst *CI,
  43                                  ArgIt ArgBegin, ArgIt ArgEnd,
  44                                  const Type *RetTy, Constant *&FCache) {
  45   if (!FCache) {
  46     // If we haven't already looked up this function, check to see if the
  47     // program already contains a function with this name.
  48     Module *M = CI->getParent()->getParent()->getParent();
  49     // Get or insert the definition now.
  50     std::vector<const Type *> ParamTys;
  51     for (ArgIt I = ArgBegin; I != ArgEnd; ++I)
  52       ParamTys.push_back((*I)->getType());
  53     FCache = M->getOrInsertFunction(NewFn,
  54                                     FunctionType::get(RetTy, ParamTys, false));
  55   }
  56
  57   SmallVector<Value *, 8> Args(ArgBegin, ArgEnd);
  58   CallInst *NewCI = new CallInst(FCache, Args.begin(), Args.end(),
  59                                  CI->getName(), CI);
  60   if (!CI->use_empty())
  61     CI->replaceAllUsesWith(NewCI);
  62   return NewCI;
  63 }
  64
  65 void IntrinsicLowering::AddPrototypes(Module &M) {
  66   for (Module::iterator I = M.begin(), E = M.end(); I != E; ++I)
  67     if (I->isDeclaration() && !I->use_empty())
  68       switch (I->getIntrinsicID()) {
  69       default: break;
  70       case Intrinsic::setjmp:
  71         EnsureFunctionExists(M, "setjmp", I->arg_begin(), I->arg_end(),
  72                              Type::Int32Ty);
  73         break;
  74       case Intrinsic::longjmp:
  75         EnsureFunctionExists(M, "longjmp", I->arg_begin(), I->arg_end(),
  76                              Type::VoidTy);
  77         break;
  78       case Intrinsic::siglongjmp:
  79         EnsureFunctionExists(M, "abort", I->arg_end(), I->arg_end(),
  80                              Type::VoidTy);
  81         break;
  82       case Intrinsic::memcpy_i32:
  83       case Intrinsic::memcpy_i64:
  84         M.getOrInsertFunction("memcpy", PointerType::getUnqual(Type::Int8Ty),
  85                               PointerType::getUnqual(Type::Int8Ty),
  86                               PointerType::getUnqual(Type::Int8Ty),
  87                               TD.getIntPtrType(), (Type *)0);
  88         break;
  89       case Intrinsic::memmove_i32:
  90       case Intrinsic::memmove_i64:
  91         M.getOrInsertFunction("memmove", PointerType::getUnqual(Type::Int8Ty),
  92                               PointerType::getUnqual(Type::Int8Ty),
  93                               PointerType::getUnqual(Type::Int8Ty),
  94                               TD.getIntPtrType(), (Type *)0);
  95         break;
  96       case Intrinsic::memset_i32:
  97       case Intrinsic::memset_i64:
  98         M.getOrInsertFunction("memset", PointerType::getUnqual(Type::Int8Ty),
  99                               PointerType::getUnqual(Type::Int8Ty),
 100                               Type::Int32Ty,
 101                               TD.getIntPtrType(), (Type *)0);
 102         break;
 103       case Intrinsic::sqrt:
 104         switch((int)I->arg_begin()->getType()->getTypeID()) {
 105         case Type::FloatTyID:
 106           EnsureFunctionExists(M, "sqrtf", I->arg_begin(), I->arg_end(),
 107                                Type::FloatTy);
 108         case Type::DoubleTyID:
 109           EnsureFunctionExists(M, "sqrt", I->arg_begin(), I->arg_end(),
 110                                Type::DoubleTy);
 111         case Type::X86_FP80TyID:
 112         case Type::FP128TyID:
 113         case Type::PPC_FP128TyID:
 114           EnsureFunctionExists(M, "sqrtl", I->arg_begin(), I->arg_end(),
 115                                I->arg_begin()->getType());
 116         }
 117         break;
 118       case Intrinsic::sin:
 119         switch((int)I->arg_begin()->getType()->getTypeID()) {
 120         case Type::FloatTyID:
 121           EnsureFunctionExists(M, "sinf", I->arg_begin(), I->arg_end(),
 122                                Type::FloatTy);
 123         case Type::DoubleTyID:
 124           EnsureFunctionExists(M, "sin", I->arg_begin(), I->arg_end(),
 125                                Type::DoubleTy);
 126         case Type::X86_FP80TyID:
 127         case Type::FP128TyID:
 128         case Type::PPC_FP128TyID:
 129           EnsureFunctionExists(M, "sinl", I->arg_begin(), I->arg_end(),
 130                                I->arg_begin()->getType());
 131         }
 132         break;
 133       case Intrinsic::cos:
 134         switch((int)I->arg_begin()->getType()->getTypeID()) {
 135         case Type::FloatTyID:
 136           EnsureFunctionExists(M, "cosf", I->arg_begin(), I->arg_end(),
 137                                Type::FloatTy);
 138         case Type::DoubleTyID:
 139           EnsureFunctionExists(M, "cos", I->arg_begin(), I->arg_end(),
 140                                Type::DoubleTy);
 141         case Type::X86_FP80TyID:
 142         case Type::FP128TyID:
 143         case Type::PPC_FP128TyID:
 144           EnsureFunctionExists(M, "cosl", I->arg_begin(), I->arg_end(),
 145                                I->arg_begin()->getType());
 146         }
 147         break;
 148       case Intrinsic::pow:
 149         switch((int)I->arg_begin()->getType()->getTypeID()) {
 150         case Type::FloatTyID:
 151           EnsureFunctionExists(M, "powf", I->arg_begin(), I->arg_end(),
 152                                Type::FloatTy);
 153         case Type::DoubleTyID:
 154           EnsureFunctionExists(M, "pow", I->arg_begin(), I->arg_end(),
 155                                Type::DoubleTy);
 156         case Type::X86_FP80TyID:
 157         case Type::FP128TyID:
 158         case Type::PPC_FP128TyID:
 159           EnsureFunctionExists(M, "powl", I->arg_begin(), I->arg_end(),
 160                                I->arg_begin()->getType());
 161         }
 162         break;
 163       }
 164 }
 165
 166 /// LowerBSWAP - Emit the code to lower bswap of V before the specified
 167 /// instruction IP.
 168 static Value *LowerBSWAP(Value *V, Instruction *IP) {
 169   assert(V->getType()->isInteger() && "Can't bswap a non-integer type!");
 170
 171   unsigned BitSize = V->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
 172
 173   switch(BitSize) {
 174   default: assert(0 && "Unhandled type size of value to byteswap!");
 175   case 16: {
 176     Value *Tmp1 = BinaryOperator::createShl(V,
 177                                 ConstantInt::get(V->getType(),8),"bswap.2",IP);
 178     Value *Tmp2 = BinaryOperator::createLShr(V,
 179                                 ConstantInt::get(V->getType(),8),"bswap.1",IP);
 180     V = BinaryOperator::createOr(Tmp1, Tmp2, "bswap.i16", IP);
 181     break;
 182   }
 183   case 32: {
 184     Value *Tmp4 = BinaryOperator::createShl(V,
 185                               ConstantInt::get(V->getType(),24),"bswap.4", IP);
 186     Value *Tmp3 = BinaryOperator::createShl(V,
 187                               ConstantInt::get(V->getType(),8),"bswap.3",IP);
 188     Value *Tmp2 = BinaryOperator::createLShr(V,
 189                               ConstantInt::get(V->getType(),8),"bswap.2",IP);
 190     Value *Tmp1 = BinaryOperator::createLShr(V,
 191                               ConstantInt::get(V->getType(),24),"bswap.1", IP);
 192     Tmp3 = BinaryOperator::createAnd(Tmp3,
 193                                      ConstantInt::get(Type::Int32Ty, 0xFF0000),
 194                                      "bswap.and3", IP);
 195     Tmp2 = BinaryOperator::createAnd(Tmp2,
 196                                      ConstantInt::get(Type::Int32Ty, 0xFF00),
 197                                      "bswap.and2", IP);
 198     Tmp4 = BinaryOperator::createOr(Tmp4, Tmp3, "bswap.or1", IP);
 199     Tmp2 = BinaryOperator::createOr(Tmp2, Tmp1, "bswap.or2", IP);
 200     V = BinaryOperator::createOr(Tmp4, Tmp2, "bswap.i32", IP);
 201     break;
 202   }
 203   case 64: {
 204     Value *Tmp8 = BinaryOperator::createShl(V,
 205                               ConstantInt::get(V->getType(),56),"bswap.8", IP);
 206     Value *Tmp7 = BinaryOperator::createShl(V,
 207                               ConstantInt::get(V->getType(),40),"bswap.7", IP);
 208     Value *Tmp6 = BinaryOperator::createShl(V,
 209                               ConstantInt::get(V->getType(),24),"bswap.6", IP);
 210     Value *Tmp5 = BinaryOperator::createShl(V,
 211                               ConstantInt::get(V->getType(),8),"bswap.5", IP);
 212     Value* Tmp4 = BinaryOperator::createLShr(V,
 213                               ConstantInt::get(V->getType(),8),"bswap.4", IP);
 214     Value* Tmp3 = BinaryOperator::createLShr(V,
 215                               ConstantInt::get(V->getType(),24),"bswap.3", IP);
 216     Value* Tmp2 = BinaryOperator::createLShr(V,
 217                               ConstantInt::get(V->getType(),40),"bswap.2", IP);
 218     Value* Tmp1 = BinaryOperator::createLShr(V,
 219                               ConstantInt::get(V->getType(),56),"bswap.1", IP);
 220     Tmp7 = BinaryOperator::createAnd(Tmp7,
 221                              ConstantInt::get(Type::Int64Ty,
 222                                0xFF000000000000ULL),
 223                              "bswap.and7", IP);
 224     Tmp6 = BinaryOperator::createAnd(Tmp6,
 225                              ConstantInt::get(Type::Int64Ty, 0xFF0000000000ULL),
 226                              "bswap.and6", IP);
 227     Tmp5 = BinaryOperator::createAnd(Tmp5,
 228                              ConstantInt::get(Type::Int64Ty, 0xFF00000000ULL),
 229                              "bswap.and5", IP);
 230     Tmp4 = BinaryOperator::createAnd(Tmp4,
 231                              ConstantInt::get(Type::Int64Ty, 0xFF000000ULL),
 232                              "bswap.and4", IP);
 233     Tmp3 = BinaryOperator::createAnd(Tmp3,
 234                              ConstantInt::get(Type::Int64Ty, 0xFF0000ULL),
 235                              "bswap.and3", IP);
 236     Tmp2 = BinaryOperator::createAnd(Tmp2,
 237                              ConstantInt::get(Type::Int64Ty, 0xFF00ULL),
 238                              "bswap.and2", IP);
 239     Tmp8 = BinaryOperator::createOr(Tmp8, Tmp7, "bswap.or1", IP);
 240     Tmp6 = BinaryOperator::createOr(Tmp6, Tmp5, "bswap.or2", IP);
 241     Tmp4 = BinaryOperator::createOr(Tmp4, Tmp3, "bswap.or3", IP);
 242     Tmp2 = BinaryOperator::createOr(Tmp2, Tmp1, "bswap.or4", IP);
 243     Tmp8 = BinaryOperator::createOr(Tmp8, Tmp6, "bswap.or5", IP);
 244     Tmp4 = BinaryOperator::createOr(Tmp4, Tmp2, "bswap.or6", IP);
 245     V = BinaryOperator::createOr(Tmp8, Tmp4, "bswap.i64", IP);
 246     break;
 247   }
 248   }
 249   return V;
 250 }
 251
 252 /// LowerCTPOP - Emit the code to lower ctpop of V before the specified
 253 /// instruction IP.
 254 static Value *LowerCTPOP(Value *V, Instruction *IP) {
 255   assert(V->getType()->isInteger() && "Can't ctpop a non-integer type!");
 256
 257   static const uint64_t MaskValues[6] = {
 258     0x5555555555555555ULL, 0x3333333333333333ULL,
 259     0x0F0F0F0F0F0F0F0FULL, 0x00FF00FF00FF00FFULL,
 260     0x0000FFFF0000FFFFULL, 0x00000000FFFFFFFFULL
 261   };
 262
 263   unsigned BitSize = V->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
 264   unsigned WordSize = (BitSize + 63) / 64;
 265   Value *Count = ConstantInt::get(V->getType(), 0);
 266
 267   for (unsigned n = 0; n < WordSize; ++n) {
 268     Value *PartValue = V;
 269     for (unsigned i = 1, ct = 0; i < (BitSize>64 ? 64 : BitSize);
 270          i <<= 1, ++ct) {
 271       Value *MaskCst = ConstantInt::get(V->getType(), MaskValues[ct]);
 272       Value *LHS = BinaryOperator::createAnd(
 273                      PartValue, MaskCst, "cppop.and1", IP);
 274       Value *VShift = BinaryOperator::createLShr(PartValue,
 275                         ConstantInt::get(V->getType(), i), "ctpop.sh", IP);
 276       Value *RHS = BinaryOperator::createAnd(VShift, MaskCst, "cppop.and2", IP);
 277       PartValue = BinaryOperator::createAdd(LHS, RHS, "ctpop.step", IP);
 278     }
 279     Count = BinaryOperator::createAdd(PartValue, Count, "ctpop.part", IP);
 280     if (BitSize > 64) {
 281       V = BinaryOperator::createLShr(V, ConstantInt::get(V->getType(), 64),
 282                                      "ctpop.part.sh", IP);
 283       BitSize -= 64;
 284     }
 285   }
 286
 287   return Count;
 288 }
 289
 290 /// LowerCTLZ - Emit the code to lower ctlz of V before the specified
 291 /// instruction IP.
 292 static Value *LowerCTLZ(Value *V, Instruction *IP) {
 293
 294   unsigned BitSize = V->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
 295   for (unsigned i = 1; i < BitSize; i <<= 1) {
 296     Value *ShVal = ConstantInt::get(V->getType(), i);
 297     ShVal = BinaryOperator::createLShr(V, ShVal, "ctlz.sh", IP);
 298     V = BinaryOperator::createOr(V, ShVal, "ctlz.step", IP);
 299   }
 300
 301   V = BinaryOperator::createNot(V, "", IP);
 302   return LowerCTPOP(V, IP);
 303 }
 304
 305 /// Convert the llvm.part.select.iX.iY intrinsic. This intrinsic takes
 306 /// three integer arguments. The first argument is the Value from which the
 307 /// bits will be selected. It may be of any bit width. The second and third
 308 /// arguments specify a range of bits to select with the second argument
 309 /// specifying the low bit and the third argument specifying the high bit. Both
 310 /// must be type i32. The result is the corresponding selected bits from the
 311 /// Value in the same width as the Value (first argument). If the low bit index
 312 /// is higher than the high bit index then the inverse selection is done and
 313 /// the bits are returned in inverse order.
 314 /// @brief Lowering of llvm.part.select intrinsic.
 315 static Instruction *LowerPartSelect(CallInst *CI) {
 316   // Make sure we're dealing with a part select intrinsic here
 317   Function *F = CI->getCalledFunction();
 318   const FunctionType *FT = F->getFunctionType();
 319   if (!F->isDeclaration() || !FT->getReturnType()->isInteger() ||
 320       FT->getNumParams() != 3 || !FT->getParamType(0)->isInteger() ||
 321       !FT->getParamType(1)->isInteger() || !FT->getParamType(2)->isInteger())
 322     return CI;
 323
 324   // Get the intrinsic implementation function by converting all the . to _
 325   // in the intrinsic's function name and then reconstructing the function
 326   // declaration.
 327   std::string Name(F->getName());
 328   for (unsigned i = 4; i < Name.length(); ++i)
 329     if (Name[i] == '.')
 330       Name[i] = '_';
 331   Module* M = F->getParent();
 332   F = cast<Function>(M->getOrInsertFunction(Name, FT));
 333   F->setLinkage(GlobalValue::WeakLinkage);
 334
 335   // If we haven't defined the impl function yet, do so now
 336   if (F->isDeclaration()) {
 337
 338     // Get the arguments to the function
 339     Function::arg_iterator args = F->arg_begin();
 340     Value* Val = args++; Val->setName("Val");
 341     Value* Lo = args++; Lo->setName("Lo");
 342     Value* Hi  = args++; Hi->setName("High");
 343
 344     // We want to select a range of bits here such that [Hi, Lo] is shifted
 345     // down to the low bits. However, it is quite possible that Hi is smaller
 346     // than Lo in which case the bits have to be reversed.
 347
 348     // Create the blocks we will need for the two cases (forward, reverse)
 349     BasicBlock* CurBB   = new BasicBlock("entry", F);
 350     BasicBlock *RevSize = new BasicBlock("revsize", CurBB->getParent());
 351     BasicBlock *FwdSize = new BasicBlock("fwdsize", CurBB->getParent());
 352     BasicBlock *Compute = new BasicBlock("compute", CurBB->getParent());
 353     BasicBlock *Reverse = new BasicBlock("reverse", CurBB->getParent());
 354     BasicBlock *RsltBlk = new BasicBlock("result",  CurBB->getParent());
 355
 356     // Cast Hi and Lo to the size of Val so the widths are all the same
 357     if (Hi->getType() != Val->getType())
 358       Hi = CastInst::createIntegerCast(Hi, Val->getType(), false,
 359                                          "tmp", CurBB);
 360     if (Lo->getType() != Val->getType())
 361       Lo = CastInst::createIntegerCast(Lo, Val->getType(), false,
 362                                           "tmp", CurBB);
 363
 364     // Compute a few things that both cases will need, up front.
 365     Constant* Zero = ConstantInt::get(Val->getType(), 0);
 366     Constant* One = ConstantInt::get(Val->getType(), 1);
 367     Constant* AllOnes = ConstantInt::getAllOnesValue(Val->getType());
 368
 369     // Compare the Hi and Lo bit positions. This is used to determine
 370     // which case we have (forward or reverse)
 371     ICmpInst *Cmp = new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Hi, Lo, "less",CurBB);
 372     new BranchInst(RevSize, FwdSize, Cmp, CurBB);
 373
 374     // First, copmute the number of bits in the forward case.
 375     Instruction* FBitSize =
 376       BinaryOperator::createSub(Hi, Lo,"fbits", FwdSize);
 377     new BranchInst(Compute, FwdSize);
 378
 379     // Second, compute the number of bits in the reverse case.
 380     Instruction* RBitSize =
 381       BinaryOperator::createSub(Lo, Hi, "rbits", RevSize);
 382     new BranchInst(Compute, RevSize);
 383
 384     // Now, compute the bit range. Start by getting the bitsize and the shift
 385     // amount (either Hi or Lo) from PHI nodes. Then we compute a mask for
 386     // the number of bits we want in the range. We shift the bits down to the
 387     // least significant bits, apply the mask to zero out unwanted high bits,
 388     // and we have computed the "forward" result. It may still need to be
 389     // reversed.
 390
 391     // Get the BitSize from one of the two subtractions
 392     PHINode *BitSize = new PHINode(Val->getType(), "bits", Compute);
 393     BitSize->reserveOperandSpace(2);
 394     BitSize->addIncoming(FBitSize, FwdSize);
 395     BitSize->addIncoming(RBitSize, RevSize);
 396
 397     // Get the ShiftAmount as the smaller of Hi/Lo
 398     PHINode *ShiftAmt = new PHINode(Val->getType(), "shiftamt", Compute);
 399     ShiftAmt->reserveOperandSpace(2);
 400     ShiftAmt->addIncoming(Lo, FwdSize);
 401     ShiftAmt->addIncoming(Hi, RevSize);
 402
 403     // Increment the bit size
 404     Instruction *BitSizePlusOne =
 405       BinaryOperator::createAdd(BitSize, One, "bits", Compute);
 406
 407     // Create a Mask to zero out the high order bits.
 408     Instruction* Mask =
 409       BinaryOperator::createShl(AllOnes, BitSizePlusOne, "mask", Compute);
 410     Mask = BinaryOperator::createNot(Mask, "mask", Compute);
 411
 412     // Shift the bits down and apply the mask
 413     Instruction* FRes =
 414       BinaryOperator::createLShr(Val, ShiftAmt, "fres", Compute);
 415     FRes = BinaryOperator::createAnd(FRes, Mask, "fres", Compute);
 416     new BranchInst(Reverse, RsltBlk, Cmp, Compute);
 417
 418     // In the Reverse block we have the mask already in FRes but we must reverse
 419     // it by shifting FRes bits right and putting them in RRes by shifting them
 420     // in from left.
 421
 422     // First set up our loop counters
 423     PHINode *Count = new PHINode(Val->getType(), "count", Reverse);
 424     Count->reserveOperandSpace(2);
 425     Count->addIncoming(BitSizePlusOne, Compute);
 426
 427     // Next, get the value that we are shifting.
 428     PHINode *BitsToShift   = new PHINode(Val->getType(), "val", Reverse);
 429     BitsToShift->reserveOperandSpace(2);
 430     BitsToShift->addIncoming(FRes, Compute);
 431
 432     // Finally, get the result of the last computation
 433     PHINode *RRes  = new PHINode(Val->getType(), "rres", Reverse);
 434     RRes->reserveOperandSpace(2);
 435     RRes->addIncoming(Zero, Compute);
 436
 437     // Decrement the counter
 438     Instruction *Decr = BinaryOperator::createSub(Count, One, "decr", Reverse);
 439     Count->addIncoming(Decr, Reverse);
 440
 441     // Compute the Bit that we want to move
 442     Instruction *Bit =
 443       BinaryOperator::createAnd(BitsToShift, One, "bit", Reverse);
 444
 445     // Compute the new value for next iteration.
 446     Instruction *NewVal =
 447       BinaryOperator::createLShr(BitsToShift, One, "rshift", Reverse);
 448     BitsToShift->addIncoming(NewVal, Reverse);
 449
 450     // Shift the bit into the low bits of the result.
 451     Instruction *NewRes =
 452       BinaryOperator::createShl(RRes, One, "lshift", Reverse);
 453     NewRes = BinaryOperator::createOr(NewRes, Bit, "addbit", Reverse);
 454     RRes->addIncoming(NewRes, Reverse);
 455
 456     // Terminate loop if we've moved all the bits.
 457     ICmpInst *Cond =
 458       new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Decr, Zero, "cond", Reverse);
 459     new BranchInst(RsltBlk, Reverse, Cond, Reverse);
 460
 461     // Finally, in the result block, select one of the two results with a PHI
 462     // node and return the result;
 463     CurBB = RsltBlk;
 464     PHINode *BitSelect = new PHINode(Val->getType(), "part_select", CurBB);
 465     BitSelect->reserveOperandSpace(2);
 466     BitSelect->addIncoming(FRes, Compute);
 467     BitSelect->addIncoming(NewRes, Reverse);
 468     new ReturnInst(BitSelect, CurBB);
 469   }
 470
 471   // Return a call to the implementation function
 472   Value *Args[] = {
 473     CI->getOperand(1),
 474     CI->getOperand(2),
 475     CI->getOperand(3)
 476   };
 477   return new CallInst(F, Args, array_endof(Args), CI->getName(), CI);
 478 }
 479
 480 /// Convert the llvm.part.set.iX.iY.iZ intrinsic. This intrinsic takes
 481 /// four integer arguments (iAny %Value, iAny %Replacement, i32 %Low, i32 %High)
 482 /// The first two arguments can be any bit width. The result is the same width
 483 /// as %Value. The operation replaces bits between %Low and %High with the value
 484 /// in %Replacement. If %Replacement is not the same width, it is truncated or
 485 /// zero extended as appropriate to fit the bits being replaced. If %Low is
 486 /// greater than %High then the inverse set of bits are replaced.
 487 /// @brief Lowering of llvm.bit.part.set intrinsic.
 488 static Instruction *LowerPartSet(CallInst *CI) {
 489   // Make sure we're dealing with a part select intrinsic here
 490   Function *F = CI->getCalledFunction();
 491   const FunctionType *FT = F->getFunctionType();
 492   if (!F->isDeclaration() || !FT->getReturnType()->isInteger() ||
 493       FT->getNumParams() != 4 || !FT->getParamType(0)->isInteger() ||
 494       !FT->getParamType(1)->isInteger() || !FT->getParamType(2)->isInteger() ||
 495       !FT->getParamType(3)->isInteger())
 496     return CI;
 497
 498   // Get the intrinsic implementation function by converting all the . to _
 499   // in the intrinsic's function name and then reconstructing the function
 500   // declaration.
 501   std::string Name(F->getName());
 502   for (unsigned i = 4; i < Name.length(); ++i)
 503     if (Name[i] == '.')
 504       Name[i] = '_';
 505   Module* M = F->getParent();
 506   F = cast<Function>(M->getOrInsertFunction(Name, FT));
 507   F->setLinkage(GlobalValue::WeakLinkage);
 508
 509   // If we haven't defined the impl function yet, do so now
 510   if (F->isDeclaration()) {
 511     // Get the arguments for the function.
 512     Function::arg_iterator args = F->arg_begin();
 513     Value* Val = args++; Val->setName("Val");
 514     Value* Rep = args++; Rep->setName("Rep");
 515     Value* Lo  = args++; Lo->setName("Lo");
 516     Value* Hi  = args++; Hi->setName("Hi");
 517
 518     // Get some types we need
 519     const IntegerType* ValTy = cast<IntegerType>(Val->getType());
 520     const IntegerType* RepTy = cast<IntegerType>(Rep->getType());
 521     uint32_t ValBits = ValTy->getBitWidth();
 522     uint32_t RepBits = RepTy->getBitWidth();
 523
 524     // Constant Definitions
 525     ConstantInt* RepBitWidth = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, RepBits);
 526     ConstantInt* RepMask = ConstantInt::getAllOnesValue(RepTy);
 527     ConstantInt* ValMask = ConstantInt::getAllOnesValue(ValTy);
 528     ConstantInt* One = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, 1);
 529     ConstantInt* ValOne = ConstantInt::get(ValTy, 1);
 530     ConstantInt* Zero = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, 0);
 531     ConstantInt* ValZero = ConstantInt::get(ValTy, 0);
 532
 533     // Basic blocks we fill in below.
 534     BasicBlock* entry = new BasicBlock("entry", F, 0);
 535     BasicBlock* large = new BasicBlock("large", F, 0);
 536     BasicBlock* small = new BasicBlock("small", F, 0);
 537     BasicBlock* reverse = new BasicBlock("reverse", F, 0);
 538     BasicBlock* result = new BasicBlock("result", F, 0);
 539
 540     // BASIC BLOCK: entry
 541     // First, get the number of bits that we're placing as an i32
 542     ICmpInst* is_forward =
 543       new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Lo, Hi, "", entry);
 544     SelectInst* Hi_pn = new SelectInst(is_forward, Hi, Lo, "", entry);
 545     SelectInst* Lo_pn = new SelectInst(is_forward, Lo, Hi, "", entry);
 546     BinaryOperator* NumBits = BinaryOperator::createSub(Hi_pn, Lo_pn, "",entry);
 547     NumBits = BinaryOperator::createAdd(NumBits, One, "", entry);
 548     // Now, convert Lo and Hi to ValTy bit width
 549     if (ValBits > 32) {
 550       Lo = new ZExtInst(Lo_pn, ValTy, "", entry);
 551     } else if (ValBits < 32) {
 552       Lo = new TruncInst(Lo_pn, ValTy, "", entry);
 553     }
 554     // Determine if the replacement bits are larger than the number of bits we
 555     // are replacing and deal with it.
 556     ICmpInst* is_large =
 557       new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, NumBits, RepBitWidth, "", entry);
 558     new BranchInst(large, small, is_large, entry);
 559
 560     // BASIC BLOCK: large
 561     Instruction* MaskBits =
 562       BinaryOperator::createSub(RepBitWidth, NumBits, "", large);
 563     MaskBits = CastInst::createIntegerCast(MaskBits, RepMask->getType(),
 564                                            false, "", large);
 565     BinaryOperator* Mask1 =
 566       BinaryOperator::createLShr(RepMask, MaskBits, "", large);
 567     BinaryOperator* Rep2 = BinaryOperator::createAnd(Mask1, Rep, "", large);
 568     new BranchInst(small, large);
 569
 570     // BASIC BLOCK: small
 571     PHINode* Rep3 = new PHINode(RepTy, "", small);
 572     Rep3->reserveOperandSpace(2);
 573     Rep3->addIncoming(Rep2, large);
 574     Rep3->addIncoming(Rep, entry);
 575     Value* Rep4 = Rep3;
 576     if (ValBits > RepBits)
 577       Rep4 = new ZExtInst(Rep3, ValTy, "", small);
 578     else if (ValBits < RepBits)
 579       Rep4 = new TruncInst(Rep3, ValTy, "", small);
 580     new BranchInst(result, reverse, is_forward, small);
 581
 582     // BASIC BLOCK: reverse (reverses the bits of the replacement)
 583     // Set up our loop counter as a PHI so we can decrement on each iteration.
 584     // We will loop for the number of bits in the replacement value.
 585     PHINode *Count = new PHINode(Type::Int32Ty, "count", reverse);
 586     Count->reserveOperandSpace(2);
 587     Count->addIncoming(NumBits, small);
 588
 589     // Get the value that we are shifting bits out of as a PHI because
 590     // we'll change this with each iteration.
 591     PHINode *BitsToShift   = new PHINode(Val->getType(), "val", reverse);
 592     BitsToShift->reserveOperandSpace(2);
 593     BitsToShift->addIncoming(Rep4, small);
 594
 595     // Get the result of the last computation or zero on first iteration
 596     PHINode *RRes  = new PHINode(Val->getType(), "rres", reverse);
 597     RRes->reserveOperandSpace(2);
 598     RRes->addIncoming(ValZero, small);
 599
 600     // Decrement the loop counter by one
 601     Instruction *Decr = BinaryOperator::createSub(Count, One, "", reverse);
 602     Count->addIncoming(Decr, reverse);
 603
 604     // Get the bit that we want to move into the result
 605     Value *Bit = BinaryOperator::createAnd(BitsToShift, ValOne, "", reverse);
 606
 607     // Compute the new value of the bits to shift for the next iteration.
 608     Value *NewVal = BinaryOperator::createLShr(BitsToShift, ValOne,"", reverse);
 609     BitsToShift->addIncoming(NewVal, reverse);
 610
 611     // Shift the bit we extracted into the low bit of the result.
 612     Instruction *NewRes = BinaryOperator::createShl(RRes, ValOne, "", reverse);
 613     NewRes = BinaryOperator::createOr(NewRes, Bit, "", reverse);
 614     RRes->addIncoming(NewRes, reverse);
 615
 616     // Terminate loop if we've moved all the bits.
 617     ICmpInst *Cond = new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Decr, Zero, "", reverse);
 618     new BranchInst(result, reverse, Cond, reverse);
 619
 620     // BASIC BLOCK: result
 621     PHINode *Rplcmnt  = new PHINode(Val->getType(), "", result);
 622     Rplcmnt->reserveOperandSpace(2);
 623     Rplcmnt->addIncoming(NewRes, reverse);
 624     Rplcmnt->addIncoming(Rep4, small);
 625     Value* t0   = CastInst::createIntegerCast(NumBits,ValTy,false,"",result);
 626     Value* t1   = BinaryOperator::createShl(ValMask, Lo, "", result);
 627     Value* t2   = BinaryOperator::createNot(t1, "", result);
 628     Value* t3   = BinaryOperator::createShl(t1, t0, "", result);
 629     Value* t4   = BinaryOperator::createOr(t2, t3, "", result);
 630     Value* t5   = BinaryOperator::createAnd(t4, Val, "", result);
 631     Value* t6   = BinaryOperator::createShl(Rplcmnt, Lo, "", result);
 632     Value* Rslt = BinaryOperator::createOr(t5, t6, "part_set", result);
 633     new ReturnInst(Rslt, result);
 634   }
 635
 636   // Return a call to the implementation function
 637   Value *Args[] = {
 638     CI->getOperand(1),
 639     CI->getOperand(2),
 640     CI->getOperand(3),
 641     CI->getOperand(4)
 642   };
 643   return new CallInst(F, Args, array_endof(Args), CI->getName(), CI);
 644 }
 645
 646
 647 void IntrinsicLowering::LowerIntrinsicCall(CallInst *CI) {
 648   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
 649   assert(Callee && "Cannot lower an indirect call!");
 650
 651   switch (Callee->getIntrinsicID()) {
 652   case Intrinsic::not_intrinsic:
 653     cerr << "Cannot lower a call to a non-intrinsic function '"
 654          << Callee->getName() << "'!\n";
 655     abort();
 656   default:
 657     cerr << "Error: Code generator does not support intrinsic function '"
 658          << Callee->getName() << "'!\n";
 659     abort();
 660
 661     // The setjmp/longjmp intrinsics should only exist in the code if it was
 662     // never optimized (ie, right out of the CFE), or if it has been hacked on
 663     // by the lowerinvoke pass.  In both cases, the right thing to do is to
 664     // convert the call to an explicit setjmp or longjmp call.
 665   case Intrinsic::setjmp: {
 666     static Constant *SetjmpFCache = 0;
 667     Value *V = ReplaceCallWith("setjmp", CI, CI->op_begin()+1, CI->op_end(),
 668                                Type::Int32Ty, SetjmpFCache);
 669     if (CI->getType() != Type::VoidTy)
 670       CI->replaceAllUsesWith(V);
 671     break;
 672   }
 673   case Intrinsic::sigsetjmp:
 674      if (CI->getType() != Type::VoidTy)
 675        CI->replaceAllUsesWith(Constant::getNullValue(CI->getType()));
 676      break;
 677
 678   case Intrinsic::longjmp: {
 679     static Constant *LongjmpFCache = 0;
 680     ReplaceCallWith("longjmp", CI, CI->op_begin()+1, CI->op_end(),
 681                     Type::VoidTy, LongjmpFCache);
 682     break;
 683   }
 684
 685   case Intrinsic::siglongjmp: {
 686     // Insert the call to abort
 687     static Constant *AbortFCache = 0;
 688     ReplaceCallWith("abort", CI, CI->op_end(), CI->op_end(),
 689                     Type::VoidTy, AbortFCache);
 690     break;
 691   }
 692   case Intrinsic::ctpop:
 693     CI->replaceAllUsesWith(LowerCTPOP(CI->getOperand(1), CI));
 694     break;
 695
 696   case Intrinsic::bswap:
 697     CI->replaceAllUsesWith(LowerBSWAP(CI->getOperand(1), CI));
 698     break;
 699
 700   case Intrinsic::ctlz:
 701     CI->replaceAllUsesWith(LowerCTLZ(CI->getOperand(1), CI));
 702     break;
 703
 704   case Intrinsic::cttz: {
 705     // cttz(x) -> ctpop(~X & (X-1))
 706     Value *Src = CI->getOperand(1);
 707     Value *NotSrc = BinaryOperator::createNot(Src, Src->getName()+".not", CI);
 708     Value *SrcM1  = ConstantInt::get(Src->getType(), 1);
 709     SrcM1 = BinaryOperator::createSub(Src, SrcM1, "", CI);
 710     Src = LowerCTPOP(BinaryOperator::createAnd(NotSrc, SrcM1, "", CI), 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     static bool Warned = false;
 726     if (!Warned)
 727       cerr << "WARNING: this target does not support the llvm.stack"
 728            << (Callee->getIntrinsicID() == Intrinsic::stacksave ?
 729                "save" : "restore") << " intrinsic.\n";
 730     Warned = true;
 731     if (Callee->getIntrinsicID() == Intrinsic::stacksave)
 732       CI->replaceAllUsesWith(Constant::getNullValue(CI->getType()));
 733     break;
 734   }
 735
 736   case Intrinsic::returnaddress:
 737   case Intrinsic::frameaddress:
 738     cerr << "WARNING: this target does not support the llvm."
 739          << (Callee->getIntrinsicID() == Intrinsic::returnaddress ?
 740              "return" : "frame") << "address intrinsic.\n";
 741     CI->replaceAllUsesWith(ConstantPointerNull::get(
 742                                             cast<PointerType>(CI->getType())));
 743     break;
 744
 745   case Intrinsic::prefetch:
 746     break;    // Simply strip out prefetches on unsupported architectures
 747
 748   case Intrinsic::pcmarker:
 749     break;    // Simply strip out pcmarker on unsupported architectures
 750   case Intrinsic::readcyclecounter: {
 751     cerr << "WARNING: this target does not support the llvm.readcyclecoun"
 752          << "ter intrinsic.  It is being lowered to a constant 0\n";
 753     CI->replaceAllUsesWith(ConstantInt::get(Type::Int64Ty, 0));
 754     break;
 755   }
 756
 757   case Intrinsic::dbg_stoppoint:
 758   case Intrinsic::dbg_region_start:
 759   case Intrinsic::dbg_region_end:
 760   case Intrinsic::dbg_func_start:
 761   case Intrinsic::dbg_declare:
 762     break;    // Simply strip out debugging intrinsics
 763
 764   case Intrinsic::eh_exception:
 765   case Intrinsic::eh_selector_i32:
 766   case Intrinsic::eh_selector_i64:
 767     CI->replaceAllUsesWith(Constant::getNullValue(CI->getType()));
 768     break;
 769
 770   case Intrinsic::eh_typeid_for_i32:
 771   case Intrinsic::eh_typeid_for_i64:
 772     // Return something different to eh_selector.
 773     CI->replaceAllUsesWith(ConstantInt::get(CI->getType(), 1));
 774     break;
 775
 776   case Intrinsic::var_annotation:
 777     break;   // Strip out annotate intrinsic
 778
 779   case Intrinsic::memcpy_i32:
 780   case Intrinsic::memcpy_i64: {
 781     static Constant *MemcpyFCache = 0;
 782     Value *Size = CI->getOperand(3);
 783     const Type *IntPtr = TD.getIntPtrType();
 784     if (Size->getType()->getPrimitiveSizeInBits() <
 785         IntPtr->getPrimitiveSizeInBits())
 786       Size = new ZExtInst(Size, IntPtr, "", CI);
 787     else if (Size->getType()->getPrimitiveSizeInBits() >
 788              IntPtr->getPrimitiveSizeInBits())
 789       Size = new TruncInst(Size, IntPtr, "", CI);
 790     Value *Ops[3];
 791     Ops[0] = CI->getOperand(1);
 792     Ops[1] = CI->getOperand(2);
 793     Ops[2] = Size;
 794     ReplaceCallWith("memcpy", CI, Ops, Ops+3, CI->getOperand(1)->getType(),
 795                     MemcpyFCache);
 796     break;
 797   }
 798   case Intrinsic::memmove_i32:
 799   case Intrinsic::memmove_i64: {
 800     static Constant *MemmoveFCache = 0;
 801     Value *Size = CI->getOperand(3);
 802     const Type *IntPtr = TD.getIntPtrType();
 803     if (Size->getType()->getPrimitiveSizeInBits() <
 804         IntPtr->getPrimitiveSizeInBits())
 805       Size = new ZExtInst(Size, IntPtr, "", CI);
 806     else if (Size->getType()->getPrimitiveSizeInBits() >
 807              IntPtr->getPrimitiveSizeInBits())
 808       Size = new TruncInst(Size, IntPtr, "", CI);
 809     Value *Ops[3];
 810     Ops[0] = CI->getOperand(1);
 811     Ops[1] = CI->getOperand(2);
 812     Ops[2] = Size;
 813     ReplaceCallWith("memmove", CI, Ops, Ops+3, CI->getOperand(1)->getType(),
 814                     MemmoveFCache);
 815     break;
 816   }
 817   case Intrinsic::memset_i32:
 818   case Intrinsic::memset_i64: {
 819     static Constant *MemsetFCache = 0;
 820     Value *Size = CI->getOperand(3);
 821     const Type *IntPtr = TD.getIntPtrType();
 822     if (Size->getType()->getPrimitiveSizeInBits() <
 823         IntPtr->getPrimitiveSizeInBits())
 824       Size = new ZExtInst(Size, IntPtr, "", CI);
 825     else if (Size->getType()->getPrimitiveSizeInBits() >
 826              IntPtr->getPrimitiveSizeInBits())
 827       Size = new TruncInst(Size, IntPtr, "", CI);
 828     Value *Ops[3];
 829     Ops[0] = CI->getOperand(1);
 830     // Extend the amount to i32.
 831     Ops[1] = new ZExtInst(CI->getOperand(2), Type::Int32Ty, "", CI);
 832     Ops[2] = Size;
 833     ReplaceCallWith("memset", CI, Ops, Ops+3, CI->getOperand(1)->getType(),
 834                     MemsetFCache);
 835     break;
 836   }
 837   case Intrinsic::sqrt: {
 838     static Constant *sqrtfFCache = 0;
 839     static Constant *sqrtFCache = 0;
 840     static Constant *sqrtLDCache = 0;
 841     switch (CI->getOperand(1)->getType()->getTypeID()) {
 842     default: assert(0 && "Invalid type in sqrt"); abort();
 843     case Type::FloatTyID:
 844       ReplaceCallWith("sqrtf", CI, CI->op_begin()+1, CI->op_end(),
 845                     Type::FloatTy, sqrtfFCache);
 846       break;
 847     case Type::DoubleTyID:
 848       ReplaceCallWith("sqrt", CI, CI->op_begin()+1, CI->op_end(),
 849                     Type::DoubleTy, sqrtFCache);
 850       break;
 851     case Type::X86_FP80TyID:
 852     case Type::FP128TyID:
 853     case Type::PPC_FP128TyID:
 854       ReplaceCallWith("sqrtl", CI, CI->op_begin()+1, CI->op_end(),
 855                     CI->getOperand(1)->getType(), sqrtLDCache);
 856       break;
 857     }
 858     break;
 859   }
 860   case Intrinsic::flt_rounds:
 861      // Lower to "round to the nearest"
 862      if (CI->getType() != Type::VoidTy)
 863        CI->replaceAllUsesWith(ConstantInt::get(CI->getType(), 1));
 864      break;
 865   }
 866
 867   assert(CI->use_empty() &&
 868          "Lowering should have eliminated any uses of the intrinsic call!");
 869   CI->eraseFromParent();
 870 }