Refactor FP intrinisic setup. Per review feedback.
[oota-llvm.git] / 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/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 static void EnsureFPIntrinsicsExist(Module &M, Module::iterator I,
38                                  const char *FName,
39                                  const char *DName, const char *LDName) {
40   // Insert definitions for all the floating point types.
41   switch((int)I->arg_begin()->getType()->getTypeID()) {
42   case Type::FloatTyID:
43     EnsureFunctionExists(M, FName, I->arg_begin(), I->arg_end(),
44                          Type::FloatTy);
45   case Type::DoubleTyID:
46     EnsureFunctionExists(M, DName, I->arg_begin(), I->arg_end(),
47                          Type::DoubleTy);
48   case Type::X86_FP80TyID:
49   case Type::FP128TyID:
50   case Type::PPC_FP128TyID:
51     EnsureFunctionExists(M, LDName, I->arg_begin(), I->arg_end(),
52                          I->arg_begin()->getType());
53   }
54 }
55
56 /// ReplaceCallWith - This function is used when we want to lower an intrinsic
57 /// call to a call of an external function.  This handles hard cases such as
58 /// when there was already a prototype for the external function, and if that
59 /// prototype doesn't match the arguments we expect to pass in.
60 template <class ArgIt>
61 static CallInst *ReplaceCallWith(const char *NewFn, CallInst *CI,
62                                  ArgIt ArgBegin, ArgIt ArgEnd,
63                                  const Type *RetTy, Constant *&FCache) {
64   if (!FCache) {
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     FCache = M->getOrInsertFunction(NewFn,
73                                     FunctionType::get(RetTy, ParamTys, false));
74   }
75
76   SmallVector<Value *, 8> Args(ArgBegin, ArgEnd);
77   CallInst *NewCI = CallInst::Create(FCache, Args.begin(), Args.end(),
78                                      CI->getName(), CI);
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_i32:
102       case Intrinsic::memcpy_i64:
103         M.getOrInsertFunction("memcpy", PointerType::getUnqual(Type::Int8Ty),
104                               PointerType::getUnqual(Type::Int8Ty), 
105                               PointerType::getUnqual(Type::Int8Ty), 
106                               TD.getIntPtrType(), (Type *)0);
107         break;
108       case Intrinsic::memmove_i32:
109       case Intrinsic::memmove_i64:
110         M.getOrInsertFunction("memmove", PointerType::getUnqual(Type::Int8Ty),
111                               PointerType::getUnqual(Type::Int8Ty), 
112                               PointerType::getUnqual(Type::Int8Ty), 
113                               TD.getIntPtrType(), (Type *)0);
114         break;
115       case Intrinsic::memset_i32:
116       case Intrinsic::memset_i64:
117         M.getOrInsertFunction("memset", PointerType::getUnqual(Type::Int8Ty),
118                               PointerType::getUnqual(Type::Int8Ty), 
119                               Type::Int32Ty, 
120                               TD.getIntPtrType(), (Type *)0);
121         break;
122       case Intrinsic::sqrt:
123         EnsureFPIntrinsicsExist(M, I, "sqrtf", "sqrt", "sqrtl");
124         break;
125       case Intrinsic::sin:
126         EnsureFPIntrinsicsExist(M, I, "sinf", "sin", "sinl");
127         break;
128       case Intrinsic::cos:
129         EnsureFPIntrinsicsExist(M, I, "cosf", "cos", "cosl");
130         break;
131       case Intrinsic::pow:
132         EnsureFPIntrinsicsExist(M, I, "powf", "pow", "powl");
133         break;
134       case Intrinsic::log:
135         EnsureFPIntrinsicsExist(M, I, "logf", "log", "logl");
136         break;
137       case Intrinsic::log2:
138         EnsureFPIntrinsicsExist(M, I, "log2f", "log2", "log2l");
139         break;
140       case Intrinsic::log10:
141         EnsureFPIntrinsicsExist(M, I, "log10f", "log10", "log10l");
142         break;
143       case Intrinsic::exp:
144         EnsureFPIntrinsicsExist(M, I, "expf", "exp", "expl");
145         break;
146       case Intrinsic::exp2:
147         EnsureFPIntrinsicsExist(M, I, "exp2f", "exp2", "exp2l");
148         break;
149       }
150 }
151
152 /// LowerBSWAP - Emit the code to lower bswap of V before the specified
153 /// instruction IP.
154 static Value *LowerBSWAP(Value *V, Instruction *IP) {
155   assert(V->getType()->isInteger() && "Can't bswap a non-integer type!");
156
157   unsigned BitSize = V->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
158   
159   switch(BitSize) {
160   default: assert(0 && "Unhandled type size of value to byteswap!");
161   case 16: {
162     Value *Tmp1 = BinaryOperator::CreateShl(V,
163                                 ConstantInt::get(V->getType(),8),"bswap.2",IP);
164     Value *Tmp2 = BinaryOperator::CreateLShr(V,
165                                 ConstantInt::get(V->getType(),8),"bswap.1",IP);
166     V = BinaryOperator::CreateOr(Tmp1, Tmp2, "bswap.i16", IP);
167     break;
168   }
169   case 32: {
170     Value *Tmp4 = BinaryOperator::CreateShl(V,
171                               ConstantInt::get(V->getType(),24),"bswap.4", IP);
172     Value *Tmp3 = BinaryOperator::CreateShl(V,
173                               ConstantInt::get(V->getType(),8),"bswap.3",IP);
174     Value *Tmp2 = BinaryOperator::CreateLShr(V,
175                               ConstantInt::get(V->getType(),8),"bswap.2",IP);
176     Value *Tmp1 = BinaryOperator::CreateLShr(V,
177                               ConstantInt::get(V->getType(),24),"bswap.1", IP);
178     Tmp3 = BinaryOperator::CreateAnd(Tmp3, 
179                                      ConstantInt::get(Type::Int32Ty, 0xFF0000),
180                                      "bswap.and3", IP);
181     Tmp2 = BinaryOperator::CreateAnd(Tmp2, 
182                                      ConstantInt::get(Type::Int32Ty, 0xFF00),
183                                      "bswap.and2", IP);
184     Tmp4 = BinaryOperator::CreateOr(Tmp4, Tmp3, "bswap.or1", IP);
185     Tmp2 = BinaryOperator::CreateOr(Tmp2, Tmp1, "bswap.or2", IP);
186     V = BinaryOperator::CreateOr(Tmp4, Tmp2, "bswap.i32", IP);
187     break;
188   }
189   case 64: {
190     Value *Tmp8 = BinaryOperator::CreateShl(V,
191                               ConstantInt::get(V->getType(),56),"bswap.8", IP);
192     Value *Tmp7 = BinaryOperator::CreateShl(V,
193                               ConstantInt::get(V->getType(),40),"bswap.7", IP);
194     Value *Tmp6 = BinaryOperator::CreateShl(V,
195                               ConstantInt::get(V->getType(),24),"bswap.6", IP);
196     Value *Tmp5 = BinaryOperator::CreateShl(V,
197                               ConstantInt::get(V->getType(),8),"bswap.5", IP);
198     Value* Tmp4 = BinaryOperator::CreateLShr(V,
199                               ConstantInt::get(V->getType(),8),"bswap.4", IP);
200     Value* Tmp3 = BinaryOperator::CreateLShr(V,
201                               ConstantInt::get(V->getType(),24),"bswap.3", IP);
202     Value* Tmp2 = BinaryOperator::CreateLShr(V,
203                               ConstantInt::get(V->getType(),40),"bswap.2", IP);
204     Value* Tmp1 = BinaryOperator::CreateLShr(V,
205                               ConstantInt::get(V->getType(),56),"bswap.1", IP);
206     Tmp7 = BinaryOperator::CreateAnd(Tmp7,
207                              ConstantInt::get(Type::Int64Ty, 
208                                0xFF000000000000ULL),
209                              "bswap.and7", IP);
210     Tmp6 = BinaryOperator::CreateAnd(Tmp6,
211                              ConstantInt::get(Type::Int64Ty, 0xFF0000000000ULL),
212                              "bswap.and6", IP);
213     Tmp5 = BinaryOperator::CreateAnd(Tmp5,
214                              ConstantInt::get(Type::Int64Ty, 0xFF00000000ULL),
215                              "bswap.and5", IP);
216     Tmp4 = BinaryOperator::CreateAnd(Tmp4,
217                              ConstantInt::get(Type::Int64Ty, 0xFF000000ULL),
218                              "bswap.and4", IP);
219     Tmp3 = BinaryOperator::CreateAnd(Tmp3,
220                              ConstantInt::get(Type::Int64Ty, 0xFF0000ULL),
221                              "bswap.and3", IP);
222     Tmp2 = BinaryOperator::CreateAnd(Tmp2,
223                              ConstantInt::get(Type::Int64Ty, 0xFF00ULL),
224                              "bswap.and2", IP);
225     Tmp8 = BinaryOperator::CreateOr(Tmp8, Tmp7, "bswap.or1", IP);
226     Tmp6 = BinaryOperator::CreateOr(Tmp6, Tmp5, "bswap.or2", IP);
227     Tmp4 = BinaryOperator::CreateOr(Tmp4, Tmp3, "bswap.or3", IP);
228     Tmp2 = BinaryOperator::CreateOr(Tmp2, Tmp1, "bswap.or4", IP);
229     Tmp8 = BinaryOperator::CreateOr(Tmp8, Tmp6, "bswap.or5", IP);
230     Tmp4 = BinaryOperator::CreateOr(Tmp4, Tmp2, "bswap.or6", IP);
231     V = BinaryOperator::CreateOr(Tmp8, Tmp4, "bswap.i64", IP);
232     break;
233   }
234   }
235   return V;
236 }
237
238 /// LowerCTPOP - Emit the code to lower ctpop of V before the specified
239 /// instruction IP.
240 static Value *LowerCTPOP(Value *V, Instruction *IP) {
241   assert(V->getType()->isInteger() && "Can't ctpop a non-integer type!");
242
243   static const uint64_t MaskValues[6] = {
244     0x5555555555555555ULL, 0x3333333333333333ULL,
245     0x0F0F0F0F0F0F0F0FULL, 0x00FF00FF00FF00FFULL,
246     0x0000FFFF0000FFFFULL, 0x00000000FFFFFFFFULL
247   };
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 = BinaryOperator::CreateAnd(
259                      PartValue, MaskCst, "cppop.and1", IP);
260       Value *VShift = BinaryOperator::CreateLShr(PartValue,
261                         ConstantInt::get(V->getType(), i), "ctpop.sh", IP);
262       Value *RHS = BinaryOperator::CreateAnd(VShift, MaskCst, "cppop.and2", IP);
263       PartValue = BinaryOperator::CreateAdd(LHS, RHS, "ctpop.step", IP);
264     }
265     Count = BinaryOperator::CreateAdd(PartValue, Count, "ctpop.part", IP);
266     if (BitSize > 64) {
267       V = BinaryOperator::CreateLShr(V, ConstantInt::get(V->getType(), 64), 
268                                      "ctpop.part.sh", IP);
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   unsigned BitSize = V->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
281   for (unsigned i = 1; i < BitSize; i <<= 1) {
282     Value *ShVal = ConstantInt::get(V->getType(), i);
283     ShVal = BinaryOperator::CreateLShr(V, ShVal, "ctlz.sh", IP);
284     V = BinaryOperator::CreateOr(V, ShVal, "ctlz.step", IP);
285   }
286
287   V = BinaryOperator::CreateNot(V, "", IP);
288   return LowerCTPOP(V, IP);
289 }
290
291 /// Convert the llvm.part.select.iX.iY intrinsic. This intrinsic takes 
292 /// three integer arguments. The first argument is the Value from which the
293 /// bits will be selected. It may be of any bit width. The second and third
294 /// arguments specify a range of bits to select with the second argument 
295 /// specifying the low bit and the third argument specifying the high bit. Both
296 /// must be type i32. The result is the corresponding selected bits from the
297 /// Value in the same width as the Value (first argument). If the low bit index
298 /// is higher than the high bit index then the inverse selection is done and 
299 /// the bits are returned in inverse order. 
300 /// @brief Lowering of llvm.part.select intrinsic.
301 static Instruction *LowerPartSelect(CallInst *CI) {
302   // Make sure we're dealing with a part select intrinsic here
303   Function *F = CI->getCalledFunction();
304   const FunctionType *FT = F->getFunctionType();
305   if (!F->isDeclaration() || !FT->getReturnType()->isInteger() ||
306       FT->getNumParams() != 3 || !FT->getParamType(0)->isInteger() ||
307       !FT->getParamType(1)->isInteger() || !FT->getParamType(2)->isInteger())
308     return CI;
309
310   // Get the intrinsic implementation function by converting all the . to _
311   // in the intrinsic's function name and then reconstructing the function
312   // declaration.
313   std::string Name(F->getName());
314   for (unsigned i = 4; i < Name.length(); ++i)
315     if (Name[i] == '.')
316       Name[i] = '_';
317   Module* M = F->getParent();
318   F = cast<Function>(M->getOrInsertFunction(Name, FT));
319   F->setLinkage(GlobalValue::WeakLinkage);
320
321   // If we haven't defined the impl function yet, do so now
322   if (F->isDeclaration()) {
323
324     // Get the arguments to the function
325     Function::arg_iterator args = F->arg_begin();
326     Value* Val = args++; Val->setName("Val");
327     Value* Lo = args++; Lo->setName("Lo");
328     Value* Hi = args++; Hi->setName("High");
329
330     // We want to select a range of bits here such that [Hi, Lo] is shifted
331     // down to the low bits. However, it is quite possible that Hi is smaller
332     // than Lo in which case the bits have to be reversed. 
333     
334     // Create the blocks we will need for the two cases (forward, reverse)
335     BasicBlock* CurBB   = BasicBlock::Create("entry", F);
336     BasicBlock *RevSize = BasicBlock::Create("revsize", CurBB->getParent());
337     BasicBlock *FwdSize = BasicBlock::Create("fwdsize", CurBB->getParent());
338     BasicBlock *Compute = BasicBlock::Create("compute", CurBB->getParent());
339     BasicBlock *Reverse = BasicBlock::Create("reverse", CurBB->getParent());
340     BasicBlock *RsltBlk = BasicBlock::Create("result",  CurBB->getParent());
341
342     // Cast Hi and Lo to the size of Val so the widths are all the same
343     if (Hi->getType() != Val->getType())
344       Hi = CastInst::CreateIntegerCast(Hi, Val->getType(), false, 
345                                          "tmp", CurBB);
346     if (Lo->getType() != Val->getType())
347       Lo = CastInst::CreateIntegerCast(Lo, Val->getType(), false, 
348                                           "tmp", CurBB);
349
350     // Compute a few things that both cases will need, up front.
351     Constant* Zero = ConstantInt::get(Val->getType(), 0);
352     Constant* One = ConstantInt::get(Val->getType(), 1);
353     Constant* AllOnes = ConstantInt::getAllOnesValue(Val->getType());
354
355     // Compare the Hi and Lo bit positions. This is used to determine 
356     // which case we have (forward or reverse)
357     ICmpInst *Cmp = new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Hi, Lo, "less",CurBB);
358     BranchInst::Create(RevSize, FwdSize, Cmp, CurBB);
359
360     // First, copmute the number of bits in the forward case.
361     Instruction* FBitSize = 
362       BinaryOperator::CreateSub(Hi, Lo,"fbits", FwdSize);
363     BranchInst::Create(Compute, FwdSize);
364
365     // Second, compute the number of bits in the reverse case.
366     Instruction* RBitSize = 
367       BinaryOperator::CreateSub(Lo, Hi, "rbits", RevSize);
368     BranchInst::Create(Compute, RevSize);
369
370     // Now, compute the bit range. Start by getting the bitsize and the shift
371     // amount (either Hi or Lo) from PHI nodes. Then we compute a mask for 
372     // the number of bits we want in the range. We shift the bits down to the 
373     // least significant bits, apply the mask to zero out unwanted high bits, 
374     // and we have computed the "forward" result. It may still need to be 
375     // reversed.
376
377     // Get the BitSize from one of the two subtractions
378     PHINode *BitSize = PHINode::Create(Val->getType(), "bits", Compute);
379     BitSize->reserveOperandSpace(2);
380     BitSize->addIncoming(FBitSize, FwdSize);
381     BitSize->addIncoming(RBitSize, RevSize);
382
383     // Get the ShiftAmount as the smaller of Hi/Lo
384     PHINode *ShiftAmt = PHINode::Create(Val->getType(), "shiftamt", Compute);
385     ShiftAmt->reserveOperandSpace(2);
386     ShiftAmt->addIncoming(Lo, FwdSize);
387     ShiftAmt->addIncoming(Hi, RevSize);
388
389     // Increment the bit size
390     Instruction *BitSizePlusOne = 
391       BinaryOperator::CreateAdd(BitSize, One, "bits", Compute);
392
393     // Create a Mask to zero out the high order bits.
394     Instruction* Mask = 
395       BinaryOperator::CreateShl(AllOnes, BitSizePlusOne, "mask", Compute);
396     Mask = BinaryOperator::CreateNot(Mask, "mask", Compute);
397
398     // Shift the bits down and apply the mask
399     Instruction* FRes = 
400       BinaryOperator::CreateLShr(Val, ShiftAmt, "fres", Compute);
401     FRes = BinaryOperator::CreateAnd(FRes, Mask, "fres", Compute);
402     BranchInst::Create(Reverse, RsltBlk, Cmp, Compute);
403
404     // In the Reverse block we have the mask already in FRes but we must reverse
405     // it by shifting FRes bits right and putting them in RRes by shifting them 
406     // in from left.
407
408     // First set up our loop counters
409     PHINode *Count = PHINode::Create(Val->getType(), "count", Reverse);
410     Count->reserveOperandSpace(2);
411     Count->addIncoming(BitSizePlusOne, Compute);
412
413     // Next, get the value that we are shifting.
414     PHINode *BitsToShift = PHINode::Create(Val->getType(), "val", Reverse);
415     BitsToShift->reserveOperandSpace(2);
416     BitsToShift->addIncoming(FRes, Compute);
417
418     // Finally, get the result of the last computation
419     PHINode *RRes = PHINode::Create(Val->getType(), "rres", Reverse);
420     RRes->reserveOperandSpace(2);
421     RRes->addIncoming(Zero, Compute);
422
423     // Decrement the counter
424     Instruction *Decr = BinaryOperator::CreateSub(Count, One, "decr", Reverse);
425     Count->addIncoming(Decr, Reverse);
426
427     // Compute the Bit that we want to move
428     Instruction *Bit = 
429       BinaryOperator::CreateAnd(BitsToShift, One, "bit", Reverse);
430
431     // Compute the new value for next iteration.
432     Instruction *NewVal = 
433       BinaryOperator::CreateLShr(BitsToShift, One, "rshift", Reverse);
434     BitsToShift->addIncoming(NewVal, Reverse);
435
436     // Shift the bit into the low bits of the result.
437     Instruction *NewRes = 
438       BinaryOperator::CreateShl(RRes, One, "lshift", Reverse);
439     NewRes = BinaryOperator::CreateOr(NewRes, Bit, "addbit", Reverse);
440     RRes->addIncoming(NewRes, Reverse);
441     
442     // Terminate loop if we've moved all the bits.
443     ICmpInst *Cond = 
444       new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Decr, Zero, "cond", Reverse);
445     BranchInst::Create(RsltBlk, Reverse, Cond, Reverse);
446
447     // Finally, in the result block, select one of the two results with a PHI
448     // node and return the result;
449     CurBB = RsltBlk;
450     PHINode *BitSelect = PHINode::Create(Val->getType(), "part_select", CurBB);
451     BitSelect->reserveOperandSpace(2);
452     BitSelect->addIncoming(FRes, Compute);
453     BitSelect->addIncoming(NewRes, Reverse);
454     ReturnInst::Create(BitSelect, CurBB);
455   }
456
457   // Return a call to the implementation function
458   Value *Args[] = {
459     CI->getOperand(1),
460     CI->getOperand(2),
461     CI->getOperand(3)
462   };
463   return CallInst::Create(F, Args, array_endof(Args), CI->getName(), CI);
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   // Make sure we're dealing with a part select intrinsic here
476   Function *F = CI->getCalledFunction();
477   const FunctionType *FT = F->getFunctionType();
478   if (!F->isDeclaration() || !FT->getReturnType()->isInteger() ||
479       FT->getNumParams() != 4 || !FT->getParamType(0)->isInteger() ||
480       !FT->getParamType(1)->isInteger() || !FT->getParamType(2)->isInteger() ||
481       !FT->getParamType(3)->isInteger())
482     return CI;
483
484   // Get the intrinsic implementation function by converting all the . to _
485   // in the intrinsic's function name and then reconstructing the function
486   // declaration.
487   std::string Name(F->getName());
488   for (unsigned i = 4; i < Name.length(); ++i)
489     if (Name[i] == '.')
490       Name[i] = '_';
491   Module* M = F->getParent();
492   F = cast<Function>(M->getOrInsertFunction(Name, FT));
493   F->setLinkage(GlobalValue::WeakLinkage);
494
495   // If we haven't defined the impl function yet, do so now
496   if (F->isDeclaration()) {
497     // Get the arguments for the function.
498     Function::arg_iterator args = F->arg_begin();
499     Value* Val = args++; Val->setName("Val");
500     Value* Rep = args++; Rep->setName("Rep");
501     Value* Lo  = args++; Lo->setName("Lo");
502     Value* Hi  = args++; Hi->setName("Hi");
503
504     // Get some types we need
505     const IntegerType* ValTy = cast<IntegerType>(Val->getType());
506     const IntegerType* RepTy = cast<IntegerType>(Rep->getType());
507     uint32_t ValBits = ValTy->getBitWidth();
508     uint32_t RepBits = RepTy->getBitWidth();
509
510     // Constant Definitions
511     ConstantInt* RepBitWidth = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, RepBits);
512     ConstantInt* RepMask = ConstantInt::getAllOnesValue(RepTy);
513     ConstantInt* ValMask = ConstantInt::getAllOnesValue(ValTy);
514     ConstantInt* One = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, 1);
515     ConstantInt* ValOne = ConstantInt::get(ValTy, 1);
516     ConstantInt* Zero = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, 0);
517     ConstantInt* ValZero = ConstantInt::get(ValTy, 0);
518
519     // Basic blocks we fill in below.
520     BasicBlock* entry = BasicBlock::Create("entry", F, 0);
521     BasicBlock* large = BasicBlock::Create("large", F, 0);
522     BasicBlock* small = BasicBlock::Create("small", F, 0);
523     BasicBlock* reverse = BasicBlock::Create("reverse", F, 0);
524     BasicBlock* result = BasicBlock::Create("result", F, 0);
525
526     // BASIC BLOCK: entry
527     // First, get the number of bits that we're placing as an i32
528     ICmpInst* is_forward = 
529       new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, Lo, Hi, "", entry);
530     SelectInst* Hi_pn = SelectInst::Create(is_forward, Hi, Lo, "", entry);
531     SelectInst* Lo_pn = SelectInst::Create(is_forward, Lo, Hi, "", entry);
532     BinaryOperator* NumBits = BinaryOperator::CreateSub(Hi_pn, Lo_pn, "",entry);
533     NumBits = BinaryOperator::CreateAdd(NumBits, One, "", entry);
534     // Now, convert Lo and Hi to ValTy bit width
535     if (ValBits > 32) {
536       Lo = new ZExtInst(Lo_pn, ValTy, "", entry);
537     } else if (ValBits < 32) {
538       Lo = new TruncInst(Lo_pn, ValTy, "", entry);
539     }
540     // Determine if the replacement bits are larger than the number of bits we
541     // are replacing and deal with it.
542     ICmpInst* is_large = 
543       new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_ULT, NumBits, RepBitWidth, "", entry);
544     BranchInst::Create(large, small, is_large, entry);
545
546     // BASIC BLOCK: large
547     Instruction* MaskBits = 
548       BinaryOperator::CreateSub(RepBitWidth, NumBits, "", large);
549     MaskBits = CastInst::CreateIntegerCast(MaskBits, RepMask->getType(), 
550                                            false, "", large);
551     BinaryOperator* Mask1 = 
552       BinaryOperator::CreateLShr(RepMask, MaskBits, "", large);
553     BinaryOperator* Rep2 = BinaryOperator::CreateAnd(Mask1, Rep, "", large);
554     BranchInst::Create(small, large);
555
556     // BASIC BLOCK: small
557     PHINode* Rep3 = PHINode::Create(RepTy, "", small);
558     Rep3->reserveOperandSpace(2);
559     Rep3->addIncoming(Rep2, large);
560     Rep3->addIncoming(Rep, entry);
561     Value* Rep4 = Rep3;
562     if (ValBits > RepBits)
563       Rep4 = new ZExtInst(Rep3, ValTy, "", small);
564     else if (ValBits < RepBits)
565       Rep4 = new TruncInst(Rep3, ValTy, "", small);
566     BranchInst::Create(result, reverse, is_forward, small);
567
568     // BASIC BLOCK: reverse (reverses the bits of the replacement)
569     // Set up our loop counter as a PHI so we can decrement on each iteration.
570     // We will loop for the number of bits in the replacement value.
571     PHINode *Count = PHINode::Create(Type::Int32Ty, "count", reverse);
572     Count->reserveOperandSpace(2);
573     Count->addIncoming(NumBits, small);
574
575     // Get the value that we are shifting bits out of as a PHI because
576     // we'll change this with each iteration.
577     PHINode *BitsToShift = PHINode::Create(Val->getType(), "val", reverse);
578     BitsToShift->reserveOperandSpace(2);
579     BitsToShift->addIncoming(Rep4, small);
580
581     // Get the result of the last computation or zero on first iteration
582     PHINode *RRes = PHINode::Create(Val->getType(), "rres", reverse);
583     RRes->reserveOperandSpace(2);
584     RRes->addIncoming(ValZero, small);
585
586     // Decrement the loop counter by one
587     Instruction *Decr = BinaryOperator::CreateSub(Count, One, "", reverse);
588     Count->addIncoming(Decr, reverse);
589
590     // Get the bit that we want to move into the result
591     Value *Bit = BinaryOperator::CreateAnd(BitsToShift, ValOne, "", reverse);
592
593     // Compute the new value of the bits to shift for the next iteration.
594     Value *NewVal = BinaryOperator::CreateLShr(BitsToShift, ValOne,"", reverse);
595     BitsToShift->addIncoming(NewVal, reverse);
596
597     // Shift the bit we extracted into the low bit of the result.
598     Instruction *NewRes = BinaryOperator::CreateShl(RRes, ValOne, "", reverse);
599     NewRes = BinaryOperator::CreateOr(NewRes, Bit, "", reverse);
600     RRes->addIncoming(NewRes, reverse);
601     
602     // Terminate loop if we've moved all the bits.
603     ICmpInst *Cond = new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, Decr, Zero, "", reverse);
604     BranchInst::Create(result, reverse, Cond, reverse);
605
606     // BASIC BLOCK: result
607     PHINode *Rplcmnt = PHINode::Create(Val->getType(), "", result);
608     Rplcmnt->reserveOperandSpace(2);
609     Rplcmnt->addIncoming(NewRes, reverse);
610     Rplcmnt->addIncoming(Rep4, small);
611     Value* t0   = CastInst::CreateIntegerCast(NumBits,ValTy,false,"",result);
612     Value* t1   = BinaryOperator::CreateShl(ValMask, Lo, "", result);
613     Value* t2   = BinaryOperator::CreateNot(t1, "", result);
614     Value* t3   = BinaryOperator::CreateShl(t1, t0, "", result);
615     Value* t4   = BinaryOperator::CreateOr(t2, t3, "", result);
616     Value* t5   = BinaryOperator::CreateAnd(t4, Val, "", result);
617     Value* t6   = BinaryOperator::CreateShl(Rplcmnt, Lo, "", result);
618     Value* Rslt = BinaryOperator::CreateOr(t5, t6, "part_set", result);
619     ReturnInst::Create(Rslt, result);
620   }
621
622   // Return a call to the implementation function
623   Value *Args[] = {
624     CI->getOperand(1),
625     CI->getOperand(2),
626     CI->getOperand(3),
627     CI->getOperand(4)
628   };
629   return CallInst::Create(F, Args, array_endof(Args), CI->getName(), CI);
630 }
631
632
633 void IntrinsicLowering::LowerIntrinsicCall(CallInst *CI) {
634   Function *Callee = CI->getCalledFunction();
635   assert(Callee && "Cannot lower an indirect call!");
636
637   switch (Callee->getIntrinsicID()) {
638   case Intrinsic::not_intrinsic:
639     cerr << "Cannot lower a call to a non-intrinsic function '"
640          << Callee->getName() << "'!\n";
641     abort();
642   default:
643     cerr << "Error: Code generator does not support intrinsic function '"
644          << Callee->getName() << "'!\n";
645     abort();
646
647     // The setjmp/longjmp intrinsics should only exist in the code if it was
648     // never optimized (ie, right out of the CFE), or if it has been hacked on
649     // by the lowerinvoke pass.  In both cases, the right thing to do is to
650     // convert the call to an explicit setjmp or longjmp call.
651   case Intrinsic::setjmp: {
652     static Constant *SetjmpFCache = 0;
653     Value *V = ReplaceCallWith("setjmp", CI, CI->op_begin()+1, CI->op_end(),
654                                Type::Int32Ty, SetjmpFCache);
655     if (CI->getType() != Type::VoidTy)
656       CI->replaceAllUsesWith(V);
657     break;
658   }
659   case Intrinsic::sigsetjmp:
660      if (CI->getType() != Type::VoidTy)
661        CI->replaceAllUsesWith(Constant::getNullValue(CI->getType()));
662      break;
663
664   case Intrinsic::longjmp: {
665     static Constant *LongjmpFCache = 0;
666     ReplaceCallWith("longjmp", CI, CI->op_begin()+1, CI->op_end(),
667                     Type::VoidTy, LongjmpFCache);
668     break;
669   }
670
671   case Intrinsic::siglongjmp: {
672     // Insert the call to abort
673     static Constant *AbortFCache = 0;
674     ReplaceCallWith("abort", CI, CI->op_end(), CI->op_end(), 
675                     Type::VoidTy, AbortFCache);
676     break;
677   }
678   case Intrinsic::ctpop:
679     CI->replaceAllUsesWith(LowerCTPOP(CI->getOperand(1), CI));
680     break;
681
682   case Intrinsic::bswap:
683     CI->replaceAllUsesWith(LowerBSWAP(CI->getOperand(1), CI));
684     break;
685     
686   case Intrinsic::ctlz:
687     CI->replaceAllUsesWith(LowerCTLZ(CI->getOperand(1), CI));
688     break;
689
690   case Intrinsic::cttz: {
691     // cttz(x) -> ctpop(~X & (X-1))
692     Value *Src = CI->getOperand(1);
693     Value *NotSrc = BinaryOperator::CreateNot(Src, Src->getName()+".not", CI);
694     Value *SrcM1 = ConstantInt::get(Src->getType(), 1);
695     SrcM1 = BinaryOperator::CreateSub(Src, SrcM1, "", CI);
696     Src = LowerCTPOP(BinaryOperator::CreateAnd(NotSrc, SrcM1, "", CI), CI);
697     CI->replaceAllUsesWith(Src);
698     break;
699   }
700
701   case Intrinsic::part_select:
702     CI->replaceAllUsesWith(LowerPartSelect(CI));
703     break;
704
705   case Intrinsic::part_set:
706     CI->replaceAllUsesWith(LowerPartSet(CI));
707     break;
708
709   case Intrinsic::stacksave:
710   case Intrinsic::stackrestore: {
711     static bool Warned = false;
712     if (!Warned)
713       cerr << "WARNING: this target does not support the llvm.stack"
714            << (Callee->getIntrinsicID() == Intrinsic::stacksave ?
715                "save" : "restore") << " intrinsic.\n";
716     Warned = true;
717     if (Callee->getIntrinsicID() == Intrinsic::stacksave)
718       CI->replaceAllUsesWith(Constant::getNullValue(CI->getType()));
719     break;
720   }
721     
722   case Intrinsic::returnaddress:
723   case Intrinsic::frameaddress:
724     cerr << "WARNING: this target does not support the llvm."
725          << (Callee->getIntrinsicID() == Intrinsic::returnaddress ?
726              "return" : "frame") << "address intrinsic.\n";
727     CI->replaceAllUsesWith(ConstantPointerNull::get(
728                                             cast<PointerType>(CI->getType())));
729     break;
730
731   case Intrinsic::prefetch:
732     break;    // Simply strip out prefetches on unsupported architectures
733
734   case Intrinsic::pcmarker:
735     break;    // Simply strip out pcmarker on unsupported architectures
736   case Intrinsic::readcyclecounter: {
737     cerr << "WARNING: this target does not support the llvm.readcyclecoun"
738          << "ter intrinsic.  It is being lowered to a constant 0\n";
739     CI->replaceAllUsesWith(ConstantInt::get(Type::Int64Ty, 0));
740     break;
741   }
742
743   case Intrinsic::dbg_stoppoint:
744   case Intrinsic::dbg_region_start:
745   case Intrinsic::dbg_region_end:
746   case Intrinsic::dbg_func_start:
747   case Intrinsic::dbg_declare:
748     break;    // Simply strip out debugging intrinsics
749
750   case Intrinsic::eh_exception:
751   case Intrinsic::eh_selector_i32:
752   case Intrinsic::eh_selector_i64:
753     CI->replaceAllUsesWith(Constant::getNullValue(CI->getType()));
754     break;
755
756   case Intrinsic::eh_typeid_for_i32:
757   case Intrinsic::eh_typeid_for_i64:
758     // Return something different to eh_selector.
759     CI->replaceAllUsesWith(ConstantInt::get(CI->getType(), 1));
760     break;
761
762   case Intrinsic::var_annotation:
763     break;   // Strip out annotate intrinsic
764     
765   case Intrinsic::memcpy_i32:
766   case Intrinsic::memcpy_i64: {
767     static Constant *MemcpyFCache = 0;
768     Value *Size = CI->getOperand(3);
769     const Type *IntPtr = TD.getIntPtrType();
770     if (Size->getType()->getPrimitiveSizeInBits() <
771         IntPtr->getPrimitiveSizeInBits())
772       Size = new ZExtInst(Size, IntPtr, "", CI);
773     else if (Size->getType()->getPrimitiveSizeInBits() >
774              IntPtr->getPrimitiveSizeInBits())
775       Size = new TruncInst(Size, IntPtr, "", CI);
776     Value *Ops[3];
777     Ops[0] = CI->getOperand(1);
778     Ops[1] = CI->getOperand(2);
779     Ops[2] = Size;
780     ReplaceCallWith("memcpy", CI, Ops, Ops+3, CI->getOperand(1)->getType(),
781                     MemcpyFCache);
782     break;
783   }
784   case Intrinsic::memmove_i32: 
785   case Intrinsic::memmove_i64: {
786     static Constant *MemmoveFCache = 0;
787     Value *Size = CI->getOperand(3);
788     const Type *IntPtr = TD.getIntPtrType();
789     if (Size->getType()->getPrimitiveSizeInBits() <
790         IntPtr->getPrimitiveSizeInBits())
791       Size = new ZExtInst(Size, IntPtr, "", CI);
792     else if (Size->getType()->getPrimitiveSizeInBits() >
793              IntPtr->getPrimitiveSizeInBits())
794       Size = new TruncInst(Size, IntPtr, "", CI);
795     Value *Ops[3];
796     Ops[0] = CI->getOperand(1);
797     Ops[1] = CI->getOperand(2);
798     Ops[2] = Size;
799     ReplaceCallWith("memmove", CI, Ops, Ops+3, CI->getOperand(1)->getType(),
800                     MemmoveFCache);
801     break;
802   }
803   case Intrinsic::memset_i32:
804   case Intrinsic::memset_i64: {
805     static Constant *MemsetFCache = 0;
806     Value *Size = CI->getOperand(3);
807     const Type *IntPtr = TD.getIntPtrType();
808     if (Size->getType()->getPrimitiveSizeInBits() <
809         IntPtr->getPrimitiveSizeInBits())
810       Size = new ZExtInst(Size, IntPtr, "", CI);
811     else if (Size->getType()->getPrimitiveSizeInBits() >
812              IntPtr->getPrimitiveSizeInBits())
813       Size = new TruncInst(Size, IntPtr, "", CI);
814     Value *Ops[3];
815     Ops[0] = CI->getOperand(1);
816     // Extend the amount to i32.
817     Ops[1] = new ZExtInst(CI->getOperand(2), Type::Int32Ty, "", CI);
818     Ops[2] = Size;
819     ReplaceCallWith("memset", CI, Ops, Ops+3, CI->getOperand(1)->getType(),
820                     MemsetFCache);
821     break;
822   }
823   case Intrinsic::sqrt: {
824     static Constant *sqrtfFCache = 0;
825     static Constant *sqrtFCache = 0;
826     static Constant *sqrtLDCache = 0;
827     switch (CI->getOperand(1)->getType()->getTypeID()) {
828     default: assert(0 && "Invalid type in sqrt"); abort();
829     case Type::FloatTyID:
830       ReplaceCallWith("sqrtf", CI, CI->op_begin()+1, CI->op_end(),
831                     Type::FloatTy, sqrtfFCache);
832       break;
833     case Type::DoubleTyID:
834       ReplaceCallWith("sqrt", CI, CI->op_begin()+1, CI->op_end(),
835                     Type::DoubleTy, sqrtFCache);
836       break;
837     case Type::X86_FP80TyID:
838     case Type::FP128TyID:
839     case Type::PPC_FP128TyID:
840       ReplaceCallWith("sqrtl", CI, CI->op_begin()+1, CI->op_end(),
841                     CI->getOperand(1)->getType(), sqrtLDCache);
842       break;
843     }
844     break;
845   }
846   case Intrinsic::log: {
847     static Constant *logfFCache = 0;
848     static Constant *logFCache = 0;
849     static Constant *logLDCache = 0;
850     switch (CI->getOperand(1)->getType()->getTypeID()) {
851     default: assert(0 && "Invalid type in log"); abort();
852     case Type::FloatTyID:
853       ReplaceCallWith("logf", CI, CI->op_begin()+1, CI->op_end(),
854                     Type::FloatTy, logfFCache);
855       break;
856     case Type::DoubleTyID:
857       ReplaceCallWith("log", CI, CI->op_begin()+1, CI->op_end(),
858                     Type::DoubleTy, logFCache);
859       break;
860     case Type::X86_FP80TyID:
861     case Type::FP128TyID:
862     case Type::PPC_FP128TyID:
863       ReplaceCallWith("logl", CI, CI->op_begin()+1, CI->op_end(),
864                     CI->getOperand(1)->getType(), logLDCache);
865       break;
866     }
867     break;
868   }
869   case Intrinsic::log2: {
870     static Constant *log2fFCache = 0;
871     static Constant *log2FCache = 0;
872     static Constant *log2LDCache = 0;
873     switch (CI->getOperand(1)->getType()->getTypeID()) {
874     default: assert(0 && "Invalid type in log2"); abort();
875     case Type::FloatTyID:
876       ReplaceCallWith("log2f", CI, CI->op_begin()+1, CI->op_end(),
877                     Type::FloatTy, log2fFCache);
878       break;
879     case Type::DoubleTyID:
880       ReplaceCallWith("log2", CI, CI->op_begin()+1, CI->op_end(),
881                     Type::DoubleTy, log2FCache);
882       break;
883     case Type::X86_FP80TyID:
884     case Type::FP128TyID:
885     case Type::PPC_FP128TyID:
886       ReplaceCallWith("log2l", CI, CI->op_begin()+1, CI->op_end(),
887                     CI->getOperand(1)->getType(), log2LDCache);
888       break;
889     }
890     break;
891   }
892   case Intrinsic::log10: {
893     static Constant *log10fFCache = 0;
894     static Constant *log10FCache = 0;
895     static Constant *log10LDCache = 0;
896     switch (CI->getOperand(1)->getType()->getTypeID()) {
897     default: assert(0 && "Invalid type in log10"); abort();
898     case Type::FloatTyID:
899       ReplaceCallWith("log10f", CI, CI->op_begin()+1, CI->op_end(),
900                     Type::FloatTy, log10fFCache);
901       break;
902     case Type::DoubleTyID:
903       ReplaceCallWith("log10", CI, CI->op_begin()+1, CI->op_end(),
904                     Type::DoubleTy, log10FCache);
905       break;
906     case Type::X86_FP80TyID:
907     case Type::FP128TyID:
908     case Type::PPC_FP128TyID:
909       ReplaceCallWith("log10l", CI, CI->op_begin()+1, CI->op_end(),
910                     CI->getOperand(1)->getType(), log10LDCache);
911       break;
912     }
913     break;
914   }
915   case Intrinsic::exp: {
916     static Constant *expfFCache = 0;
917     static Constant *expFCache = 0;
918     static Constant *expLDCache = 0;
919     switch (CI->getOperand(1)->getType()->getTypeID()) {
920     default: assert(0 && "Invalid type in exp"); abort();
921     case Type::FloatTyID:
922       ReplaceCallWith("expf", CI, CI->op_begin()+1, CI->op_end(),
923                     Type::FloatTy, expfFCache);
924       break;
925     case Type::DoubleTyID:
926       ReplaceCallWith("exp", CI, CI->op_begin()+1, CI->op_end(),
927                     Type::DoubleTy, expFCache);
928       break;
929     case Type::X86_FP80TyID:
930     case Type::FP128TyID:
931     case Type::PPC_FP128TyID:
932       ReplaceCallWith("expl", CI, CI->op_begin()+1, CI->op_end(),
933                     CI->getOperand(1)->getType(), expLDCache);
934       break;
935     }
936     break;
937   }
938   case Intrinsic::exp2: {
939     static Constant *exp2fFCache = 0;
940     static Constant *exp2FCache = 0;
941     static Constant *exp2LDCache = 0;
942     switch (CI->getOperand(1)->getType()->getTypeID()) {
943     default: assert(0 && "Invalid type in exp2"); abort();
944     case Type::FloatTyID:
945       ReplaceCallWith("exp2f", CI, CI->op_begin()+1, CI->op_end(),
946                     Type::FloatTy, exp2fFCache);
947       break;
948     case Type::DoubleTyID:
949       ReplaceCallWith("exp2", CI, CI->op_begin()+1, CI->op_end(),
950                     Type::DoubleTy, exp2FCache);
951       break;
952     case Type::X86_FP80TyID:
953     case Type::FP128TyID:
954     case Type::PPC_FP128TyID:
955       ReplaceCallWith("exp2l", CI, CI->op_begin()+1, CI->op_end(),
956                     CI->getOperand(1)->getType(), exp2LDCache);
957       break;
958     }
959     break;
960   }
961   case Intrinsic::pow: {
962     static Constant *powfFCache = 0;
963     static Constant *powFCache = 0;
964     static Constant *powLDCache = 0;
965     switch (CI->getOperand(1)->getType()->getTypeID()) {
966     default: assert(0 && "Invalid type in pow"); abort();
967     case Type::FloatTyID:
968       ReplaceCallWith("powf", CI, CI->op_begin()+1, CI->op_end(),
969                     Type::FloatTy, powfFCache);
970       break;
971     case Type::DoubleTyID:
972       ReplaceCallWith("pow", CI, CI->op_begin()+1, CI->op_end(),
973                     Type::DoubleTy, powFCache);
974       break;
975     case Type::X86_FP80TyID:
976     case Type::FP128TyID:
977     case Type::PPC_FP128TyID:
978       ReplaceCallWith("powl", CI, CI->op_begin()+1, CI->op_end(),
979                     CI->getOperand(1)->getType(), powLDCache);
980       break;
981     }
982     break;
983   }
984   case Intrinsic::flt_rounds:
985      // Lower to "round to the nearest"
986      if (CI->getType() != Type::VoidTy)
987        CI->replaceAllUsesWith(ConstantInt::get(CI->getType(), 1));
988      break;
989   }
990
991   assert(CI->use_empty() &&
992          "Lowering should have eliminated any uses of the intrinsic call!");
993   CI->eraseFromParent();
994 }