Remove the uses of getSubtargetImpl from InstrEmitter and remove
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / SelectionDAG / LegalizeVectorOps.cpp
1 //===-- LegalizeVectorOps.cpp - Implement SelectionDAG::LegalizeVectors ---===//
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 SelectionDAG::LegalizeVectors method.
11 //
12 // The vector legalizer looks for vector operations which might need to be
13 // scalarized and legalizes them. This is a separate step from Legalize because
14 // scalarizing can introduce illegal types.  For example, suppose we have an
15 // ISD::SDIV of type v2i64 on x86-32.  The type is legal (for example, addition
16 // on a v2i64 is legal), but ISD::SDIV isn't legal, so we have to unroll the
17 // operation, which introduces nodes with the illegal type i64 which must be
18 // expanded.  Similarly, suppose we have an ISD::SRA of type v16i8 on PowerPC;
19 // the operation must be unrolled, which introduces nodes with the illegal
20 // type i8 which must be promoted.
21 //
22 // This does not legalize vector manipulations like ISD::BUILD_VECTOR,
23 // or operations that happen to take a vector which are custom-lowered;
24 // the legalization for such operations never produces nodes
25 // with illegal types, so it's okay to put off legalizing them until
26 // SelectionDAG::Legalize runs.
27 //
28 //===----------------------------------------------------------------------===//
29
30 #include "llvm/CodeGen/SelectionDAG.h"
31 #include "llvm/Target/TargetLowering.h"
32 using namespace llvm;
33
34 namespace {
35 class VectorLegalizer {
36   SelectionDAG& DAG;
37   const TargetLowering &TLI;
38   bool Changed; // Keep track of whether anything changed
39
40   /// For nodes that are of legal width, and that have more than one use, this
41   /// map indicates what regularized operand to use.  This allows us to avoid
42   /// legalizing the same thing more than once.
43   SmallDenseMap<SDValue, SDValue, 64> LegalizedNodes;
44
45   /// \brief Adds a node to the translation cache.
46   void AddLegalizedOperand(SDValue From, SDValue To) {
47     LegalizedNodes.insert(std::make_pair(From, To));
48     // If someone requests legalization of the new node, return itself.
49     if (From != To)
50       LegalizedNodes.insert(std::make_pair(To, To));
51   }
52
53   /// \brief Legalizes the given node.
54   SDValue LegalizeOp(SDValue Op);
55
56   /// \brief Assuming the node is legal, "legalize" the results.
57   SDValue TranslateLegalizeResults(SDValue Op, SDValue Result);
58
59   /// \brief Implements unrolling a VSETCC.
60   SDValue UnrollVSETCC(SDValue Op);
61
62   /// \brief Implement expand-based legalization of vector operations.
63   ///
64   /// This is just a high-level routine to dispatch to specific code paths for
65   /// operations to legalize them.
66   SDValue Expand(SDValue Op);
67
68   /// \brief Implements expansion for FNEG; falls back to UnrollVectorOp if
69   /// FSUB isn't legal.
70   ///
71   /// Implements expansion for UINT_TO_FLOAT; falls back to UnrollVectorOp if
72   /// SINT_TO_FLOAT and SHR on vectors isn't legal.
73   SDValue ExpandUINT_TO_FLOAT(SDValue Op);
74
75   /// \brief Implement expansion for SIGN_EXTEND_INREG using SRL and SRA.
76   SDValue ExpandSEXTINREG(SDValue Op);
77
78   /// \brief Implement expansion for ANY_EXTEND_VECTOR_INREG.
79   ///
80   /// Shuffles the low lanes of the operand into place and bitcasts to the proper
81   /// type. The contents of the bits in the extended part of each element are
82   /// undef.
83   SDValue ExpandANY_EXTEND_VECTOR_INREG(SDValue Op);
84
85   /// \brief Implement expansion for SIGN_EXTEND_VECTOR_INREG.
86   ///
87   /// Shuffles the low lanes of the operand into place, bitcasts to the proper
88   /// type, then shifts left and arithmetic shifts right to introduce a sign
89   /// extension.
90   SDValue ExpandSIGN_EXTEND_VECTOR_INREG(SDValue Op);
91
92   /// \brief Implement expansion for ZERO_EXTEND_VECTOR_INREG.
93   ///
94   /// Shuffles the low lanes of the operand into place and blends zeros into
95   /// the remaining lanes, finally bitcasting to the proper type.
96   SDValue ExpandZERO_EXTEND_VECTOR_INREG(SDValue Op);
97
98   /// \brief Expand bswap of vectors into a shuffle if legal.
99   SDValue ExpandBSWAP(SDValue Op);
100
101   /// \brief Implement vselect in terms of XOR, AND, OR when blend is not
102   /// supported by the target.
103   SDValue ExpandVSELECT(SDValue Op);
104   SDValue ExpandSELECT(SDValue Op);
105   SDValue ExpandLoad(SDValue Op);
106   SDValue ExpandStore(SDValue Op);
107   SDValue ExpandFNEG(SDValue Op);
108
109   /// \brief Implements vector promotion.
110   ///
111   /// This is essentially just bitcasting the operands to a different type and
112   /// bitcasting the result back to the original type.
113   SDValue Promote(SDValue Op);
114
115   /// \brief Implements [SU]INT_TO_FP vector promotion.
116   ///
117   /// This is a [zs]ext of the input operand to the next size up.
118   SDValue PromoteINT_TO_FP(SDValue Op);
119
120   /// \brief Implements FP_TO_[SU]INT vector promotion of the result type.
121   ///
122   /// It is promoted to the next size up integer type.  The result is then
123   /// truncated back to the original type.
124   SDValue PromoteFP_TO_INT(SDValue Op, bool isSigned);
125
126 public:
127   /// \brief Begin legalizer the vector operations in the DAG.
128   bool Run();
129   VectorLegalizer(SelectionDAG& dag) :
130       DAG(dag), TLI(dag.getTargetLoweringInfo()), Changed(false) {}
131 };
132
133 bool VectorLegalizer::Run() {
134   // Before we start legalizing vector nodes, check if there are any vectors.
135   bool HasVectors = false;
136   for (SelectionDAG::allnodes_iterator I = DAG.allnodes_begin(),
137        E = std::prev(DAG.allnodes_end()); I != std::next(E); ++I) {
138     // Check if the values of the nodes contain vectors. We don't need to check
139     // the operands because we are going to check their values at some point.
140     for (SDNode::value_iterator J = I->value_begin(), E = I->value_end();
141          J != E; ++J)
142       HasVectors |= J->isVector();
143
144     // If we found a vector node we can start the legalization.
145     if (HasVectors)
146       break;
147   }
148
149   // If this basic block has no vectors then no need to legalize vectors.
150   if (!HasVectors)
151     return false;
152
153   // The legalize process is inherently a bottom-up recursive process (users
154   // legalize their uses before themselves).  Given infinite stack space, we
155   // could just start legalizing on the root and traverse the whole graph.  In
156   // practice however, this causes us to run out of stack space on large basic
157   // blocks.  To avoid this problem, compute an ordering of the nodes where each
158   // node is only legalized after all of its operands are legalized.
159   DAG.AssignTopologicalOrder();
160   for (SelectionDAG::allnodes_iterator I = DAG.allnodes_begin(),
161        E = std::prev(DAG.allnodes_end()); I != std::next(E); ++I)
162     LegalizeOp(SDValue(I, 0));
163
164   // Finally, it's possible the root changed.  Get the new root.
165   SDValue OldRoot = DAG.getRoot();
166   assert(LegalizedNodes.count(OldRoot) && "Root didn't get legalized?");
167   DAG.setRoot(LegalizedNodes[OldRoot]);
168
169   LegalizedNodes.clear();
170
171   // Remove dead nodes now.
172   DAG.RemoveDeadNodes();
173
174   return Changed;
175 }
176
177 SDValue VectorLegalizer::TranslateLegalizeResults(SDValue Op, SDValue Result) {
178   // Generic legalization: just pass the operand through.
179   for (unsigned i = 0, e = Op.getNode()->getNumValues(); i != e; ++i)
180     AddLegalizedOperand(Op.getValue(i), Result.getValue(i));
181   return Result.getValue(Op.getResNo());
182 }
183
184 SDValue VectorLegalizer::LegalizeOp(SDValue Op) {
185   // Note that LegalizeOp may be reentered even from single-use nodes, which
186   // means that we always must cache transformed nodes.
187   DenseMap<SDValue, SDValue>::iterator I = LegalizedNodes.find(Op);
188   if (I != LegalizedNodes.end()) return I->second;
189
190   SDNode* Node = Op.getNode();
191
192   // Legalize the operands
193   SmallVector<SDValue, 8> Ops;
194   for (unsigned i = 0, e = Node->getNumOperands(); i != e; ++i)
195     Ops.push_back(LegalizeOp(Node->getOperand(i)));
196
197   SDValue Result = SDValue(DAG.UpdateNodeOperands(Op.getNode(), Ops), 0);
198
199   if (Op.getOpcode() == ISD::LOAD) {
200     LoadSDNode *LD = cast<LoadSDNode>(Op.getNode());
201     ISD::LoadExtType ExtType = LD->getExtensionType();
202     if (LD->getMemoryVT().isVector() && ExtType != ISD::NON_EXTLOAD)
203       switch (TLI.getLoadExtAction(LD->getExtensionType(), LD->getMemoryVT())) {
204       default: llvm_unreachable("This action is not supported yet!");
205       case TargetLowering::Legal:
206         return TranslateLegalizeResults(Op, Result);
207       case TargetLowering::Custom:
208         if (SDValue Lowered = TLI.LowerOperation(Result, DAG)) {
209           Changed = true;
210           if (Lowered->getNumValues() != Op->getNumValues()) {
211             // This expanded to something other than the load. Assume the
212             // lowering code took care of any chain values, and just handle the
213             // returned value.
214             assert(Result.getValue(1).use_empty() &&
215                    "There are still live users of the old chain!");
216             return LegalizeOp(Lowered);
217           } else {
218             return TranslateLegalizeResults(Op, Lowered);
219           }
220         }
221       case TargetLowering::Expand:
222         Changed = true;
223         return LegalizeOp(ExpandLoad(Op));
224       }
225   } else if (Op.getOpcode() == ISD::STORE) {
226     StoreSDNode *ST = cast<StoreSDNode>(Op.getNode());
227     EVT StVT = ST->getMemoryVT();
228     MVT ValVT = ST->getValue().getSimpleValueType();
229     if (StVT.isVector() && ST->isTruncatingStore())
230       switch (TLI.getTruncStoreAction(ValVT, StVT.getSimpleVT())) {
231       default: llvm_unreachable("This action is not supported yet!");
232       case TargetLowering::Legal:
233         return TranslateLegalizeResults(Op, Result);
234       case TargetLowering::Custom:
235         Changed = true;
236         return TranslateLegalizeResults(Op, TLI.LowerOperation(Result, DAG));
237       case TargetLowering::Expand:
238         Changed = true;
239         return LegalizeOp(ExpandStore(Op));
240       }
241   }
242
243   bool HasVectorValue = false;
244   for (SDNode::value_iterator J = Node->value_begin(), E = Node->value_end();
245        J != E;
246        ++J)
247     HasVectorValue |= J->isVector();
248   if (!HasVectorValue)
249     return TranslateLegalizeResults(Op, Result);
250
251   EVT QueryType;
252   switch (Op.getOpcode()) {
253   default:
254     return TranslateLegalizeResults(Op, Result);
255   case ISD::ADD:
256   case ISD::SUB:
257   case ISD::MUL:
258   case ISD::SDIV:
259   case ISD::UDIV:
260   case ISD::SREM:
261   case ISD::UREM:
262   case ISD::FADD:
263   case ISD::FSUB:
264   case ISD::FMUL:
265   case ISD::FDIV:
266   case ISD::FREM:
267   case ISD::AND:
268   case ISD::OR:
269   case ISD::XOR:
270   case ISD::SHL:
271   case ISD::SRA:
272   case ISD::SRL:
273   case ISD::ROTL:
274   case ISD::ROTR:
275   case ISD::BSWAP:
276   case ISD::CTLZ:
277   case ISD::CTTZ:
278   case ISD::CTLZ_ZERO_UNDEF:
279   case ISD::CTTZ_ZERO_UNDEF:
280   case ISD::CTPOP:
281   case ISD::SELECT:
282   case ISD::VSELECT:
283   case ISD::SELECT_CC:
284   case ISD::SETCC:
285   case ISD::ZERO_EXTEND:
286   case ISD::ANY_EXTEND:
287   case ISD::TRUNCATE:
288   case ISD::SIGN_EXTEND:
289   case ISD::FP_TO_SINT:
290   case ISD::FP_TO_UINT:
291   case ISD::FNEG:
292   case ISD::FABS:
293   case ISD::FCOPYSIGN:
294   case ISD::FSQRT:
295   case ISD::FSIN:
296   case ISD::FCOS:
297   case ISD::FPOWI:
298   case ISD::FPOW:
299   case ISD::FLOG:
300   case ISD::FLOG2:
301   case ISD::FLOG10:
302   case ISD::FEXP:
303   case ISD::FEXP2:
304   case ISD::FCEIL:
305   case ISD::FTRUNC:
306   case ISD::FRINT:
307   case ISD::FNEARBYINT:
308   case ISD::FROUND:
309   case ISD::FFLOOR:
310   case ISD::FP_ROUND:
311   case ISD::FP_EXTEND:
312   case ISD::FMA:
313   case ISD::SIGN_EXTEND_INREG:
314   case ISD::ANY_EXTEND_VECTOR_INREG:
315   case ISD::SIGN_EXTEND_VECTOR_INREG:
316   case ISD::ZERO_EXTEND_VECTOR_INREG:
317     QueryType = Node->getValueType(0);
318     break;
319   case ISD::FP_ROUND_INREG:
320     QueryType = cast<VTSDNode>(Node->getOperand(1))->getVT();
321     break;
322   case ISD::SINT_TO_FP:
323   case ISD::UINT_TO_FP:
324     QueryType = Node->getOperand(0).getValueType();
325     break;
326   }
327
328   switch (TLI.getOperationAction(Node->getOpcode(), QueryType)) {
329   case TargetLowering::Promote:
330     Result = Promote(Op);
331     Changed = true;
332     break;
333   case TargetLowering::Legal:
334     break;
335   case TargetLowering::Custom: {
336     SDValue Tmp1 = TLI.LowerOperation(Op, DAG);
337     if (Tmp1.getNode()) {
338       Result = Tmp1;
339       break;
340     }
341     // FALL THROUGH
342   }
343   case TargetLowering::Expand:
344     Result = Expand(Op);
345   }
346
347   // Make sure that the generated code is itself legal.
348   if (Result != Op) {
349     Result = LegalizeOp(Result);
350     Changed = true;
351   }
352
353   // Note that LegalizeOp may be reentered even from single-use nodes, which
354   // means that we always must cache transformed nodes.
355   AddLegalizedOperand(Op, Result);
356   return Result;
357 }
358
359 SDValue VectorLegalizer::Promote(SDValue Op) {
360   // For a few operations there is a specific concept for promotion based on
361   // the operand's type.
362   switch (Op.getOpcode()) {
363   case ISD::SINT_TO_FP:
364   case ISD::UINT_TO_FP:
365     // "Promote" the operation by extending the operand.
366     return PromoteINT_TO_FP(Op);
367   case ISD::FP_TO_UINT:
368   case ISD::FP_TO_SINT:
369     // Promote the operation by extending the operand.
370     return PromoteFP_TO_INT(Op, Op->getOpcode() == ISD::FP_TO_SINT);
371   }
372
373   // There are currently two cases of vector promotion:
374   // 1) Bitcasting a vector of integers to a different type to a vector of the
375   //    same overall length. For example, x86 promotes ISD::AND on v2i32 to v1i64.
376   // 2) Extending a vector of floats to a vector of the same number oflarger
377   //    floats. For example, AArch64 promotes ISD::FADD on v4f16 to v4f32.
378   MVT VT = Op.getSimpleValueType();
379   assert(Op.getNode()->getNumValues() == 1 &&
380          "Can't promote a vector with multiple results!");
381   MVT NVT = TLI.getTypeToPromoteTo(Op.getOpcode(), VT);
382   SDLoc dl(Op);
383   SmallVector<SDValue, 4> Operands(Op.getNumOperands());
384
385   for (unsigned j = 0; j != Op.getNumOperands(); ++j) {
386     if (Op.getOperand(j).getValueType().isVector())
387       if (Op.getOperand(j)
388               .getValueType()
389               .getVectorElementType()
390               .isFloatingPoint())
391         Operands[j] = DAG.getNode(ISD::FP_EXTEND, dl, NVT, Op.getOperand(j));
392       else
393         Operands[j] = DAG.getNode(ISD::BITCAST, dl, NVT, Op.getOperand(j));
394     else
395       Operands[j] = Op.getOperand(j);
396   }
397
398   Op = DAG.getNode(Op.getOpcode(), dl, NVT, Operands);
399   if (VT.isFloatingPoint() ||
400       (VT.isVector() && VT.getVectorElementType().isFloatingPoint()))
401     return DAG.getNode(ISD::FP_ROUND, dl, VT, Op, DAG.getIntPtrConstant(0));
402   else
403     return DAG.getNode(ISD::BITCAST, dl, VT, Op);
404 }
405
406 SDValue VectorLegalizer::PromoteINT_TO_FP(SDValue Op) {
407   // INT_TO_FP operations may require the input operand be promoted even
408   // when the type is otherwise legal.
409   EVT VT = Op.getOperand(0).getValueType();
410   assert(Op.getNode()->getNumValues() == 1 &&
411          "Can't promote a vector with multiple results!");
412
413   // Normal getTypeToPromoteTo() doesn't work here, as that will promote
414   // by widening the vector w/ the same element width and twice the number
415   // of elements. We want the other way around, the same number of elements,
416   // each twice the width.
417   //
418   // Increase the bitwidth of the element to the next pow-of-two
419   // (which is greater than 8 bits).
420
421   EVT NVT = VT.widenIntegerVectorElementType(*DAG.getContext());
422   assert(NVT.isSimple() && "Promoting to a non-simple vector type!");
423   SDLoc dl(Op);
424   SmallVector<SDValue, 4> Operands(Op.getNumOperands());
425
426   unsigned Opc = Op.getOpcode() == ISD::UINT_TO_FP ? ISD::ZERO_EXTEND :
427     ISD::SIGN_EXTEND;
428   for (unsigned j = 0; j != Op.getNumOperands(); ++j) {
429     if (Op.getOperand(j).getValueType().isVector())
430       Operands[j] = DAG.getNode(Opc, dl, NVT, Op.getOperand(j));
431     else
432       Operands[j] = Op.getOperand(j);
433   }
434
435   return DAG.getNode(Op.getOpcode(), dl, Op.getValueType(), Operands);
436 }
437
438 // For FP_TO_INT we promote the result type to a vector type with wider
439 // elements and then truncate the result.  This is different from the default
440 // PromoteVector which uses bitcast to promote thus assumning that the
441 // promoted vector type has the same overall size.
442 SDValue VectorLegalizer::PromoteFP_TO_INT(SDValue Op, bool isSigned) {
443   assert(Op.getNode()->getNumValues() == 1 &&
444          "Can't promote a vector with multiple results!");
445   EVT VT = Op.getValueType();
446
447   EVT NewVT;
448   unsigned NewOpc;
449   while (1) {
450     NewVT = VT.widenIntegerVectorElementType(*DAG.getContext());
451     assert(NewVT.isSimple() && "Promoting to a non-simple vector type!");
452     if (TLI.isOperationLegalOrCustom(ISD::FP_TO_SINT, NewVT)) {
453       NewOpc = ISD::FP_TO_SINT;
454       break;
455     }
456     if (!isSigned && TLI.isOperationLegalOrCustom(ISD::FP_TO_UINT, NewVT)) {
457       NewOpc = ISD::FP_TO_UINT;
458       break;
459     }
460   }
461
462   SDLoc loc(Op);
463   SDValue promoted  = DAG.getNode(NewOpc, SDLoc(Op), NewVT, Op.getOperand(0));
464   return DAG.getNode(ISD::TRUNCATE, SDLoc(Op), VT, promoted);
465 }
466
467
468 SDValue VectorLegalizer::ExpandLoad(SDValue Op) {
469   SDLoc dl(Op);
470   LoadSDNode *LD = cast<LoadSDNode>(Op.getNode());
471   SDValue Chain = LD->getChain();
472   SDValue BasePTR = LD->getBasePtr();
473   EVT SrcVT = LD->getMemoryVT();
474   ISD::LoadExtType ExtType = LD->getExtensionType();
475
476   SmallVector<SDValue, 8> Vals;
477   SmallVector<SDValue, 8> LoadChains;
478   unsigned NumElem = SrcVT.getVectorNumElements();
479
480   EVT SrcEltVT = SrcVT.getScalarType();
481   EVT DstEltVT = Op.getNode()->getValueType(0).getScalarType();
482
483   if (SrcVT.getVectorNumElements() > 1 && !SrcEltVT.isByteSized()) {
484     // When elements in a vector is not byte-addressable, we cannot directly
485     // load each element by advancing pointer, which could only address bytes.
486     // Instead, we load all significant words, mask bits off, and concatenate
487     // them to form each element. Finally, they are extended to destination
488     // scalar type to build the destination vector.
489     EVT WideVT = TLI.getPointerTy();
490
491     assert(WideVT.isRound() &&
492            "Could not handle the sophisticated case when the widest integer is"
493            " not power of 2.");
494     assert(WideVT.bitsGE(SrcEltVT) &&
495            "Type is not legalized?");
496
497     unsigned WideBytes = WideVT.getStoreSize();
498     unsigned Offset = 0;
499     unsigned RemainingBytes = SrcVT.getStoreSize();
500     SmallVector<SDValue, 8> LoadVals;
501
502     while (RemainingBytes > 0) {
503       SDValue ScalarLoad;
504       unsigned LoadBytes = WideBytes;
505
506       if (RemainingBytes >= LoadBytes) {
507         ScalarLoad = DAG.getLoad(WideVT, dl, Chain, BasePTR,
508                                  LD->getPointerInfo().getWithOffset(Offset),
509                                  LD->isVolatile(), LD->isNonTemporal(),
510                                  LD->isInvariant(), LD->getAlignment(),
511                                  LD->getAAInfo());
512       } else {
513         EVT LoadVT = WideVT;
514         while (RemainingBytes < LoadBytes) {
515           LoadBytes >>= 1; // Reduce the load size by half.
516           LoadVT = EVT::getIntegerVT(*DAG.getContext(), LoadBytes << 3);
517         }
518         ScalarLoad = DAG.getExtLoad(ISD::EXTLOAD, dl, WideVT, Chain, BasePTR,
519                                     LD->getPointerInfo().getWithOffset(Offset),
520                                     LoadVT, LD->isVolatile(),
521                                     LD->isNonTemporal(), LD->isInvariant(),
522                                     LD->getAlignment(), LD->getAAInfo());
523       }
524
525       RemainingBytes -= LoadBytes;
526       Offset += LoadBytes;
527       BasePTR = DAG.getNode(ISD::ADD, dl, BasePTR.getValueType(), BasePTR,
528                             DAG.getConstant(LoadBytes, BasePTR.getValueType()));
529
530       LoadVals.push_back(ScalarLoad.getValue(0));
531       LoadChains.push_back(ScalarLoad.getValue(1));
532     }
533
534     // Extract bits, pack and extend/trunc them into destination type.
535     unsigned SrcEltBits = SrcEltVT.getSizeInBits();
536     SDValue SrcEltBitMask = DAG.getConstant((1U << SrcEltBits) - 1, WideVT);
537
538     unsigned BitOffset = 0;
539     unsigned WideIdx = 0;
540     unsigned WideBits = WideVT.getSizeInBits();
541
542     for (unsigned Idx = 0; Idx != NumElem; ++Idx) {
543       SDValue Lo, Hi, ShAmt;
544
545       if (BitOffset < WideBits) {
546         ShAmt = DAG.getConstant(BitOffset, TLI.getShiftAmountTy(WideVT));
547         Lo = DAG.getNode(ISD::SRL, dl, WideVT, LoadVals[WideIdx], ShAmt);
548         Lo = DAG.getNode(ISD::AND, dl, WideVT, Lo, SrcEltBitMask);
549       }
550
551       BitOffset += SrcEltBits;
552       if (BitOffset >= WideBits) {
553         WideIdx++;
554         Offset -= WideBits;
555         if (Offset > 0) {
556           ShAmt = DAG.getConstant(SrcEltBits - Offset,
557                                   TLI.getShiftAmountTy(WideVT));
558           Hi = DAG.getNode(ISD::SHL, dl, WideVT, LoadVals[WideIdx], ShAmt);
559           Hi = DAG.getNode(ISD::AND, dl, WideVT, Hi, SrcEltBitMask);
560         }
561       }
562
563       if (Hi.getNode())
564         Lo = DAG.getNode(ISD::OR, dl, WideVT, Lo, Hi);
565
566       switch (ExtType) {
567       default: llvm_unreachable("Unknown extended-load op!");
568       case ISD::EXTLOAD:
569         Lo = DAG.getAnyExtOrTrunc(Lo, dl, DstEltVT);
570         break;
571       case ISD::ZEXTLOAD:
572         Lo = DAG.getZExtOrTrunc(Lo, dl, DstEltVT);
573         break;
574       case ISD::SEXTLOAD:
575         ShAmt = DAG.getConstant(WideBits - SrcEltBits,
576                                 TLI.getShiftAmountTy(WideVT));
577         Lo = DAG.getNode(ISD::SHL, dl, WideVT, Lo, ShAmt);
578         Lo = DAG.getNode(ISD::SRA, dl, WideVT, Lo, ShAmt);
579         Lo = DAG.getSExtOrTrunc(Lo, dl, DstEltVT);
580         break;
581       }
582       Vals.push_back(Lo);
583     }
584   } else {
585     unsigned Stride = SrcVT.getScalarType().getSizeInBits()/8;
586
587     for (unsigned Idx=0; Idx<NumElem; Idx++) {
588       SDValue ScalarLoad = DAG.getExtLoad(ExtType, dl,
589                 Op.getNode()->getValueType(0).getScalarType(),
590                 Chain, BasePTR, LD->getPointerInfo().getWithOffset(Idx * Stride),
591                 SrcVT.getScalarType(),
592                 LD->isVolatile(), LD->isNonTemporal(), LD->isInvariant(),
593                 LD->getAlignment(), LD->getAAInfo());
594
595       BasePTR = DAG.getNode(ISD::ADD, dl, BasePTR.getValueType(), BasePTR,
596                          DAG.getConstant(Stride, BasePTR.getValueType()));
597
598       Vals.push_back(ScalarLoad.getValue(0));
599       LoadChains.push_back(ScalarLoad.getValue(1));
600     }
601   }
602
603   SDValue NewChain = DAG.getNode(ISD::TokenFactor, dl, MVT::Other, LoadChains);
604   SDValue Value = DAG.getNode(ISD::BUILD_VECTOR, dl,
605                               Op.getNode()->getValueType(0), Vals);
606
607   AddLegalizedOperand(Op.getValue(0), Value);
608   AddLegalizedOperand(Op.getValue(1), NewChain);
609
610   return (Op.getResNo() ? NewChain : Value);
611 }
612
613 SDValue VectorLegalizer::ExpandStore(SDValue Op) {
614   SDLoc dl(Op);
615   StoreSDNode *ST = cast<StoreSDNode>(Op.getNode());
616   SDValue Chain = ST->getChain();
617   SDValue BasePTR = ST->getBasePtr();
618   SDValue Value = ST->getValue();
619   EVT StVT = ST->getMemoryVT();
620
621   unsigned Alignment = ST->getAlignment();
622   bool isVolatile = ST->isVolatile();
623   bool isNonTemporal = ST->isNonTemporal();
624   AAMDNodes AAInfo = ST->getAAInfo();
625
626   unsigned NumElem = StVT.getVectorNumElements();
627   // The type of the data we want to save
628   EVT RegVT = Value.getValueType();
629   EVT RegSclVT = RegVT.getScalarType();
630   // The type of data as saved in memory.
631   EVT MemSclVT = StVT.getScalarType();
632
633   // Cast floats into integers
634   unsigned ScalarSize = MemSclVT.getSizeInBits();
635
636   // Round odd types to the next pow of two.
637   if (!isPowerOf2_32(ScalarSize))
638     ScalarSize = NextPowerOf2(ScalarSize);
639
640   // Store Stride in bytes
641   unsigned Stride = ScalarSize/8;
642   // Extract each of the elements from the original vector
643   // and save them into memory individually.
644   SmallVector<SDValue, 8> Stores;
645   for (unsigned Idx = 0; Idx < NumElem; Idx++) {
646     SDValue Ex = DAG.getNode(ISD::EXTRACT_VECTOR_ELT, dl,
647                RegSclVT, Value, DAG.getConstant(Idx, TLI.getVectorIdxTy()));
648
649     // This scalar TruncStore may be illegal, but we legalize it later.
650     SDValue Store = DAG.getTruncStore(Chain, dl, Ex, BasePTR,
651                ST->getPointerInfo().getWithOffset(Idx*Stride), MemSclVT,
652                isVolatile, isNonTemporal, Alignment, AAInfo);
653
654     BasePTR = DAG.getNode(ISD::ADD, dl, BasePTR.getValueType(), BasePTR,
655                                DAG.getConstant(Stride, BasePTR.getValueType()));
656
657     Stores.push_back(Store);
658   }
659   SDValue TF =  DAG.getNode(ISD::TokenFactor, dl, MVT::Other, Stores);
660   AddLegalizedOperand(Op, TF);
661   return TF;
662 }
663
664 SDValue VectorLegalizer::Expand(SDValue Op) {
665   switch (Op->getOpcode()) {
666   case ISD::SIGN_EXTEND_INREG:
667     return ExpandSEXTINREG(Op);
668   case ISD::ANY_EXTEND_VECTOR_INREG:
669     return ExpandANY_EXTEND_VECTOR_INREG(Op);
670   case ISD::SIGN_EXTEND_VECTOR_INREG:
671     return ExpandSIGN_EXTEND_VECTOR_INREG(Op);
672   case ISD::ZERO_EXTEND_VECTOR_INREG:
673     return ExpandZERO_EXTEND_VECTOR_INREG(Op);
674   case ISD::BSWAP:
675     return ExpandBSWAP(Op);
676   case ISD::VSELECT:
677     return ExpandVSELECT(Op);
678   case ISD::SELECT:
679     return ExpandSELECT(Op);
680   case ISD::UINT_TO_FP:
681     return ExpandUINT_TO_FLOAT(Op);
682   case ISD::FNEG:
683     return ExpandFNEG(Op);
684   case ISD::SETCC:
685     return UnrollVSETCC(Op);
686   default:
687     return DAG.UnrollVectorOp(Op.getNode());
688   }
689 }
690
691 SDValue VectorLegalizer::ExpandSELECT(SDValue Op) {
692   // Lower a select instruction where the condition is a scalar and the
693   // operands are vectors. Lower this select to VSELECT and implement it
694   // using XOR AND OR. The selector bit is broadcasted.
695   EVT VT = Op.getValueType();
696   SDLoc DL(Op);
697
698   SDValue Mask = Op.getOperand(0);
699   SDValue Op1 = Op.getOperand(1);
700   SDValue Op2 = Op.getOperand(2);
701
702   assert(VT.isVector() && !Mask.getValueType().isVector()
703          && Op1.getValueType() == Op2.getValueType() && "Invalid type");
704
705   unsigned NumElem = VT.getVectorNumElements();
706
707   // If we can't even use the basic vector operations of
708   // AND,OR,XOR, we will have to scalarize the op.
709   // Notice that the operation may be 'promoted' which means that it is
710   // 'bitcasted' to another type which is handled.
711   // Also, we need to be able to construct a splat vector using BUILD_VECTOR.
712   if (TLI.getOperationAction(ISD::AND, VT) == TargetLowering::Expand ||
713       TLI.getOperationAction(ISD::XOR, VT) == TargetLowering::Expand ||
714       TLI.getOperationAction(ISD::OR,  VT) == TargetLowering::Expand ||
715       TLI.getOperationAction(ISD::BUILD_VECTOR,  VT) == TargetLowering::Expand)
716     return DAG.UnrollVectorOp(Op.getNode());
717
718   // Generate a mask operand.
719   EVT MaskTy = VT.changeVectorElementTypeToInteger();
720
721   // What is the size of each element in the vector mask.
722   EVT BitTy = MaskTy.getScalarType();
723
724   Mask = DAG.getSelect(DL, BitTy, Mask,
725           DAG.getConstant(APInt::getAllOnesValue(BitTy.getSizeInBits()), BitTy),
726           DAG.getConstant(0, BitTy));
727
728   // Broadcast the mask so that the entire vector is all-one or all zero.
729   SmallVector<SDValue, 8> Ops(NumElem, Mask);
730   Mask = DAG.getNode(ISD::BUILD_VECTOR, DL, MaskTy, Ops);
731
732   // Bitcast the operands to be the same type as the mask.
733   // This is needed when we select between FP types because
734   // the mask is a vector of integers.
735   Op1 = DAG.getNode(ISD::BITCAST, DL, MaskTy, Op1);
736   Op2 = DAG.getNode(ISD::BITCAST, DL, MaskTy, Op2);
737
738   SDValue AllOnes = DAG.getConstant(
739             APInt::getAllOnesValue(BitTy.getSizeInBits()), MaskTy);
740   SDValue NotMask = DAG.getNode(ISD::XOR, DL, MaskTy, Mask, AllOnes);
741
742   Op1 = DAG.getNode(ISD::AND, DL, MaskTy, Op1, Mask);
743   Op2 = DAG.getNode(ISD::AND, DL, MaskTy, Op2, NotMask);
744   SDValue Val = DAG.getNode(ISD::OR, DL, MaskTy, Op1, Op2);
745   return DAG.getNode(ISD::BITCAST, DL, Op.getValueType(), Val);
746 }
747
748 SDValue VectorLegalizer::ExpandSEXTINREG(SDValue Op) {
749   EVT VT = Op.getValueType();
750
751   // Make sure that the SRA and SHL instructions are available.
752   if (TLI.getOperationAction(ISD::SRA, VT) == TargetLowering::Expand ||
753       TLI.getOperationAction(ISD::SHL, VT) == TargetLowering::Expand)
754     return DAG.UnrollVectorOp(Op.getNode());
755
756   SDLoc DL(Op);
757   EVT OrigTy = cast<VTSDNode>(Op->getOperand(1))->getVT();
758
759   unsigned BW = VT.getScalarType().getSizeInBits();
760   unsigned OrigBW = OrigTy.getScalarType().getSizeInBits();
761   SDValue ShiftSz = DAG.getConstant(BW - OrigBW, VT);
762
763   Op = Op.getOperand(0);
764   Op =   DAG.getNode(ISD::SHL, DL, VT, Op, ShiftSz);
765   return DAG.getNode(ISD::SRA, DL, VT, Op, ShiftSz);
766 }
767
768 // Generically expand a vector anyext in register to a shuffle of the relevant
769 // lanes into the appropriate locations, with other lanes left undef.
770 SDValue VectorLegalizer::ExpandANY_EXTEND_VECTOR_INREG(SDValue Op) {
771   SDLoc DL(Op);
772   EVT VT = Op.getValueType();
773   int NumElements = VT.getVectorNumElements();
774   SDValue Src = Op.getOperand(0);
775   EVT SrcVT = Src.getValueType();
776   int NumSrcElements = SrcVT.getVectorNumElements();
777
778   // Build a base mask of undef shuffles.
779   SmallVector<int, 16> ShuffleMask;
780   ShuffleMask.resize(NumSrcElements, -1);
781
782   // Place the extended lanes into the correct locations.
783   int ExtLaneScale = NumSrcElements / NumElements;
784   int EndianOffset = TLI.isBigEndian() ? ExtLaneScale - 1 : 0;
785   for (int i = 0; i < NumElements; ++i)
786     ShuffleMask[i * ExtLaneScale + EndianOffset] = i;
787
788   return DAG.getNode(
789       ISD::BITCAST, DL, VT,
790       DAG.getVectorShuffle(SrcVT, DL, Src, DAG.getUNDEF(SrcVT), ShuffleMask));
791 }
792
793 SDValue VectorLegalizer::ExpandSIGN_EXTEND_VECTOR_INREG(SDValue Op) {
794   SDLoc DL(Op);
795   EVT VT = Op.getValueType();
796   SDValue Src = Op.getOperand(0);
797   EVT SrcVT = Src.getValueType();
798
799   // First build an any-extend node which can be legalized above when we
800   // recurse through it.
801   Op = DAG.getAnyExtendVectorInReg(Src, DL, VT);
802
803   // Now we need sign extend. Do this by shifting the elements. Even if these
804   // aren't legal operations, they have a better chance of being legalized
805   // without full scalarization than the sign extension does.
806   unsigned EltWidth = VT.getVectorElementType().getSizeInBits();
807   unsigned SrcEltWidth = SrcVT.getVectorElementType().getSizeInBits();
808   SDValue ShiftAmount = DAG.getConstant(EltWidth - SrcEltWidth, VT);
809   return DAG.getNode(ISD::SRA, DL, VT,
810                      DAG.getNode(ISD::SHL, DL, VT, Op, ShiftAmount),
811                      ShiftAmount);
812 }
813
814 // Generically expand a vector zext in register to a shuffle of the relevant
815 // lanes into the appropriate locations, a blend of zero into the high bits,
816 // and a bitcast to the wider element type.
817 SDValue VectorLegalizer::ExpandZERO_EXTEND_VECTOR_INREG(SDValue Op) {
818   SDLoc DL(Op);
819   EVT VT = Op.getValueType();
820   int NumElements = VT.getVectorNumElements();
821   SDValue Src = Op.getOperand(0);
822   EVT SrcVT = Src.getValueType();
823   int NumSrcElements = SrcVT.getVectorNumElements();
824
825   // Build up a zero vector to blend into this one.
826   EVT SrcScalarVT = SrcVT.getScalarType();
827   SDValue ScalarZero = DAG.getTargetConstant(0, SrcScalarVT);
828   SmallVector<SDValue, 4> BuildVectorOperands(NumSrcElements, ScalarZero);
829   SDValue Zero = DAG.getNode(ISD::BUILD_VECTOR, DL, SrcVT, BuildVectorOperands);
830
831   // Shuffle the incoming lanes into the correct position, and pull all other
832   // lanes from the zero vector.
833   SmallVector<int, 16> ShuffleMask;
834   ShuffleMask.reserve(NumSrcElements);
835   for (int i = 0; i < NumSrcElements; ++i)
836     ShuffleMask.push_back(i);
837
838   int ExtLaneScale = NumSrcElements / NumElements;
839   int EndianOffset = TLI.isBigEndian() ? ExtLaneScale - 1 : 0;
840   for (int i = 0; i < NumElements; ++i)
841     ShuffleMask[i * ExtLaneScale + EndianOffset] = NumSrcElements + i;
842
843   return DAG.getNode(ISD::BITCAST, DL, VT,
844                      DAG.getVectorShuffle(SrcVT, DL, Zero, Src, ShuffleMask));
845 }
846
847 SDValue VectorLegalizer::ExpandBSWAP(SDValue Op) {
848   EVT VT = Op.getValueType();
849
850   // Generate a byte wise shuffle mask for the BSWAP.
851   SmallVector<int, 16> ShuffleMask;
852   int ScalarSizeInBytes = VT.getScalarSizeInBits() / 8;
853   for (int I = 0, E = VT.getVectorNumElements(); I != E; ++I)
854     for (int J = ScalarSizeInBytes - 1; J >= 0; --J)
855       ShuffleMask.push_back((I * ScalarSizeInBytes) + J);
856
857   EVT ByteVT = EVT::getVectorVT(*DAG.getContext(), MVT::i8, ShuffleMask.size());
858
859   // Only emit a shuffle if the mask is legal.
860   if (!TLI.isShuffleMaskLegal(ShuffleMask, ByteVT))
861     return DAG.UnrollVectorOp(Op.getNode());
862
863   SDLoc DL(Op);
864   Op = DAG.getNode(ISD::BITCAST, DL, ByteVT, Op.getOperand(0));
865   Op = DAG.getVectorShuffle(ByteVT, DL, Op, DAG.getUNDEF(ByteVT),
866                             ShuffleMask.data());
867   return DAG.getNode(ISD::BITCAST, DL, VT, Op);
868 }
869
870 SDValue VectorLegalizer::ExpandVSELECT(SDValue Op) {
871   // Implement VSELECT in terms of XOR, AND, OR
872   // on platforms which do not support blend natively.
873   SDLoc DL(Op);
874
875   SDValue Mask = Op.getOperand(0);
876   SDValue Op1 = Op.getOperand(1);
877   SDValue Op2 = Op.getOperand(2);
878
879   EVT VT = Mask.getValueType();
880
881   // If we can't even use the basic vector operations of
882   // AND,OR,XOR, we will have to scalarize the op.
883   // Notice that the operation may be 'promoted' which means that it is
884   // 'bitcasted' to another type which is handled.
885   // This operation also isn't safe with AND, OR, XOR when the boolean
886   // type is 0/1 as we need an all ones vector constant to mask with.
887   // FIXME: Sign extend 1 to all ones if thats legal on the target.
888   if (TLI.getOperationAction(ISD::AND, VT) == TargetLowering::Expand ||
889       TLI.getOperationAction(ISD::XOR, VT) == TargetLowering::Expand ||
890       TLI.getOperationAction(ISD::OR, VT) == TargetLowering::Expand ||
891       TLI.getBooleanContents(Op1.getValueType()) !=
892           TargetLowering::ZeroOrNegativeOneBooleanContent)
893     return DAG.UnrollVectorOp(Op.getNode());
894
895   // If the mask and the type are different sizes, unroll the vector op. This
896   // can occur when getSetCCResultType returns something that is different in
897   // size from the operand types. For example, v4i8 = select v4i32, v4i8, v4i8.
898   if (VT.getSizeInBits() != Op1.getValueType().getSizeInBits())
899     return DAG.UnrollVectorOp(Op.getNode());
900
901   // Bitcast the operands to be the same type as the mask.
902   // This is needed when we select between FP types because
903   // the mask is a vector of integers.
904   Op1 = DAG.getNode(ISD::BITCAST, DL, VT, Op1);
905   Op2 = DAG.getNode(ISD::BITCAST, DL, VT, Op2);
906
907   SDValue AllOnes = DAG.getConstant(
908     APInt::getAllOnesValue(VT.getScalarType().getSizeInBits()), VT);
909   SDValue NotMask = DAG.getNode(ISD::XOR, DL, VT, Mask, AllOnes);
910
911   Op1 = DAG.getNode(ISD::AND, DL, VT, Op1, Mask);
912   Op2 = DAG.getNode(ISD::AND, DL, VT, Op2, NotMask);
913   SDValue Val = DAG.getNode(ISD::OR, DL, VT, Op1, Op2);
914   return DAG.getNode(ISD::BITCAST, DL, Op.getValueType(), Val);
915 }
916
917 SDValue VectorLegalizer::ExpandUINT_TO_FLOAT(SDValue Op) {
918   EVT VT = Op.getOperand(0).getValueType();
919   SDLoc DL(Op);
920
921   // Make sure that the SINT_TO_FP and SRL instructions are available.
922   if (TLI.getOperationAction(ISD::SINT_TO_FP, VT) == TargetLowering::Expand ||
923       TLI.getOperationAction(ISD::SRL,        VT) == TargetLowering::Expand)
924     return DAG.UnrollVectorOp(Op.getNode());
925
926  EVT SVT = VT.getScalarType();
927   assert((SVT.getSizeInBits() == 64 || SVT.getSizeInBits() == 32) &&
928       "Elements in vector-UINT_TO_FP must be 32 or 64 bits wide");
929
930   unsigned BW = SVT.getSizeInBits();
931   SDValue HalfWord = DAG.getConstant(BW/2, VT);
932
933   // Constants to clear the upper part of the word.
934   // Notice that we can also use SHL+SHR, but using a constant is slightly
935   // faster on x86.
936   uint64_t HWMask = (SVT.getSizeInBits()==64)?0x00000000FFFFFFFF:0x0000FFFF;
937   SDValue HalfWordMask = DAG.getConstant(HWMask, VT);
938
939   // Two to the power of half-word-size.
940   SDValue TWOHW = DAG.getConstantFP((1<<(BW/2)), Op.getValueType());
941
942   // Clear upper part of LO, lower HI
943   SDValue HI = DAG.getNode(ISD::SRL, DL, VT, Op.getOperand(0), HalfWord);
944   SDValue LO = DAG.getNode(ISD::AND, DL, VT, Op.getOperand(0), HalfWordMask);
945
946   // Convert hi and lo to floats
947   // Convert the hi part back to the upper values
948   SDValue fHI = DAG.getNode(ISD::SINT_TO_FP, DL, Op.getValueType(), HI);
949           fHI = DAG.getNode(ISD::FMUL, DL, Op.getValueType(), fHI, TWOHW);
950   SDValue fLO = DAG.getNode(ISD::SINT_TO_FP, DL, Op.getValueType(), LO);
951
952   // Add the two halves
953   return DAG.getNode(ISD::FADD, DL, Op.getValueType(), fHI, fLO);
954 }
955
956
957 SDValue VectorLegalizer::ExpandFNEG(SDValue Op) {
958   if (TLI.isOperationLegalOrCustom(ISD::FSUB, Op.getValueType())) {
959     SDValue Zero = DAG.getConstantFP(-0.0, Op.getValueType());
960     return DAG.getNode(ISD::FSUB, SDLoc(Op), Op.getValueType(),
961                        Zero, Op.getOperand(0));
962   }
963   return DAG.UnrollVectorOp(Op.getNode());
964 }
965
966 SDValue VectorLegalizer::UnrollVSETCC(SDValue Op) {
967   EVT VT = Op.getValueType();
968   unsigned NumElems = VT.getVectorNumElements();
969   EVT EltVT = VT.getVectorElementType();
970   SDValue LHS = Op.getOperand(0), RHS = Op.getOperand(1), CC = Op.getOperand(2);
971   EVT TmpEltVT = LHS.getValueType().getVectorElementType();
972   SDLoc dl(Op);
973   SmallVector<SDValue, 8> Ops(NumElems);
974   for (unsigned i = 0; i < NumElems; ++i) {
975     SDValue LHSElem = DAG.getNode(ISD::EXTRACT_VECTOR_ELT, dl, TmpEltVT, LHS,
976                                   DAG.getConstant(i, TLI.getVectorIdxTy()));
977     SDValue RHSElem = DAG.getNode(ISD::EXTRACT_VECTOR_ELT, dl, TmpEltVT, RHS,
978                                   DAG.getConstant(i, TLI.getVectorIdxTy()));
979     Ops[i] = DAG.getNode(ISD::SETCC, dl,
980                          TLI.getSetCCResultType(*DAG.getContext(), TmpEltVT),
981                          LHSElem, RHSElem, CC);
982     Ops[i] = DAG.getSelect(dl, EltVT, Ops[i],
983                            DAG.getConstant(APInt::getAllOnesValue
984                                            (EltVT.getSizeInBits()), EltVT),
985                            DAG.getConstant(0, EltVT));
986   }
987   return DAG.getNode(ISD::BUILD_VECTOR, dl, VT, Ops);
988 }
989
990 }
991
992 bool SelectionDAG::LegalizeVectors() {
993   return VectorLegalizer(*this).Run();
994 }