New EH representation for MSVC compatibility
[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 (const SDValue &Op : Node->op_values())
195     Ops.push_back(LegalizeOp(Op));
196
197   SDValue Result = SDValue(DAG.UpdateNodeOperands(Op.getNode(), Ops), 0);
198
199   bool HasVectorValue = false;
200   if (Op.getOpcode() == ISD::LOAD) {
201     LoadSDNode *LD = cast<LoadSDNode>(Op.getNode());
202     ISD::LoadExtType ExtType = LD->getExtensionType();
203     if (LD->getMemoryVT().isVector() && ExtType != ISD::NON_EXTLOAD)
204       switch (TLI.getLoadExtAction(LD->getExtensionType(), LD->getValueType(0),
205                                    LD->getMemoryVT())) {
206       default: llvm_unreachable("This action is not supported yet!");
207       case TargetLowering::Legal:
208         return TranslateLegalizeResults(Op, Result);
209       case TargetLowering::Custom:
210         if (SDValue Lowered = TLI.LowerOperation(Result, DAG)) {
211           if (Lowered == Result)
212             return TranslateLegalizeResults(Op, Lowered);
213           Changed = true;
214           if (Lowered->getNumValues() != Op->getNumValues()) {
215             // This expanded to something other than the load. Assume the
216             // lowering code took care of any chain values, and just handle the
217             // returned value.
218             assert(Result.getValue(1).use_empty() &&
219                    "There are still live users of the old chain!");
220             return LegalizeOp(Lowered);
221           } else {
222             return TranslateLegalizeResults(Op, Lowered);
223           }
224         }
225       case TargetLowering::Expand:
226         Changed = true;
227         return LegalizeOp(ExpandLoad(Op));
228       }
229   } else if (Op.getOpcode() == ISD::STORE) {
230     StoreSDNode *ST = cast<StoreSDNode>(Op.getNode());
231     EVT StVT = ST->getMemoryVT();
232     MVT ValVT = ST->getValue().getSimpleValueType();
233     if (StVT.isVector() && ST->isTruncatingStore())
234       switch (TLI.getTruncStoreAction(ValVT, StVT.getSimpleVT())) {
235       default: llvm_unreachable("This action is not supported yet!");
236       case TargetLowering::Legal:
237         return TranslateLegalizeResults(Op, Result);
238       case TargetLowering::Custom: {
239         SDValue Lowered = TLI.LowerOperation(Result, DAG);
240         Changed = Lowered != Result;
241         return TranslateLegalizeResults(Op, Lowered);
242       }
243       case TargetLowering::Expand:
244         Changed = true;
245         return LegalizeOp(ExpandStore(Op));
246       }
247   } else if (Op.getOpcode() == ISD::MSCATTER)
248     HasVectorValue = true;
249
250   for (SDNode::value_iterator J = Node->value_begin(), E = Node->value_end();
251        J != E;
252        ++J)
253     HasVectorValue |= J->isVector();
254   if (!HasVectorValue)
255     return TranslateLegalizeResults(Op, Result);
256
257   EVT QueryType;
258   switch (Op.getOpcode()) {
259   default:
260     return TranslateLegalizeResults(Op, Result);
261   case ISD::ADD:
262   case ISD::SUB:
263   case ISD::MUL:
264   case ISD::SDIV:
265   case ISD::UDIV:
266   case ISD::SREM:
267   case ISD::UREM:
268   case ISD::FADD:
269   case ISD::FSUB:
270   case ISD::FMUL:
271   case ISD::FDIV:
272   case ISD::FREM:
273   case ISD::AND:
274   case ISD::OR:
275   case ISD::XOR:
276   case ISD::SHL:
277   case ISD::SRA:
278   case ISD::SRL:
279   case ISD::ROTL:
280   case ISD::ROTR:
281   case ISD::BSWAP:
282   case ISD::CTLZ:
283   case ISD::CTTZ:
284   case ISD::CTLZ_ZERO_UNDEF:
285   case ISD::CTTZ_ZERO_UNDEF:
286   case ISD::CTPOP:
287   case ISD::SELECT:
288   case ISD::VSELECT:
289   case ISD::SELECT_CC:
290   case ISD::SETCC:
291   case ISD::ZERO_EXTEND:
292   case ISD::ANY_EXTEND:
293   case ISD::TRUNCATE:
294   case ISD::SIGN_EXTEND:
295   case ISD::FP_TO_SINT:
296   case ISD::FP_TO_UINT:
297   case ISD::FNEG:
298   case ISD::FABS:
299   case ISD::FMINNUM:
300   case ISD::FMAXNUM:
301   case ISD::FCOPYSIGN:
302   case ISD::FSQRT:
303   case ISD::FSIN:
304   case ISD::FCOS:
305   case ISD::FPOWI:
306   case ISD::FPOW:
307   case ISD::FLOG:
308   case ISD::FLOG2:
309   case ISD::FLOG10:
310   case ISD::FEXP:
311   case ISD::FEXP2:
312   case ISD::FCEIL:
313   case ISD::FTRUNC:
314   case ISD::FRINT:
315   case ISD::FNEARBYINT:
316   case ISD::FROUND:
317   case ISD::FFLOOR:
318   case ISD::FP_ROUND:
319   case ISD::FP_EXTEND:
320   case ISD::FMA:
321   case ISD::SIGN_EXTEND_INREG:
322   case ISD::ANY_EXTEND_VECTOR_INREG:
323   case ISD::SIGN_EXTEND_VECTOR_INREG:
324   case ISD::ZERO_EXTEND_VECTOR_INREG:
325   case ISD::SMIN:
326   case ISD::SMAX:
327   case ISD::UMIN:
328   case ISD::UMAX:
329     QueryType = Node->getValueType(0);
330     break;
331   case ISD::FP_ROUND_INREG:
332     QueryType = cast<VTSDNode>(Node->getOperand(1))->getVT();
333     break;
334   case ISD::SINT_TO_FP:
335   case ISD::UINT_TO_FP:
336     QueryType = Node->getOperand(0).getValueType();
337     break;
338   case ISD::MSCATTER:
339     QueryType = cast<MaskedScatterSDNode>(Node)->getValue().getValueType();
340     break;
341   }
342
343   switch (TLI.getOperationAction(Node->getOpcode(), QueryType)) {
344   case TargetLowering::Promote:
345     Result = Promote(Op);
346     Changed = true;
347     break;
348   case TargetLowering::Legal:
349     break;
350   case TargetLowering::Custom: {
351     SDValue Tmp1 = TLI.LowerOperation(Op, DAG);
352     if (Tmp1.getNode()) {
353       Result = Tmp1;
354       break;
355     }
356     // FALL THROUGH
357   }
358   case TargetLowering::Expand:
359     Result = Expand(Op);
360   }
361
362   // Make sure that the generated code is itself legal.
363   if (Result != Op) {
364     Result = LegalizeOp(Result);
365     Changed = true;
366   }
367
368   // Note that LegalizeOp may be reentered even from single-use nodes, which
369   // means that we always must cache transformed nodes.
370   AddLegalizedOperand(Op, Result);
371   return Result;
372 }
373
374 SDValue VectorLegalizer::Promote(SDValue Op) {
375   // For a few operations there is a specific concept for promotion based on
376   // the operand's type.
377   switch (Op.getOpcode()) {
378   case ISD::SINT_TO_FP:
379   case ISD::UINT_TO_FP:
380     // "Promote" the operation by extending the operand.
381     return PromoteINT_TO_FP(Op);
382   case ISD::FP_TO_UINT:
383   case ISD::FP_TO_SINT:
384     // Promote the operation by extending the operand.
385     return PromoteFP_TO_INT(Op, Op->getOpcode() == ISD::FP_TO_SINT);
386   }
387
388   // There are currently two cases of vector promotion:
389   // 1) Bitcasting a vector of integers to a different type to a vector of the
390   //    same overall length. For example, x86 promotes ISD::AND v2i32 to v1i64.
391   // 2) Extending a vector of floats to a vector of the same number of larger
392   //    floats. For example, AArch64 promotes ISD::FADD on v4f16 to v4f32.
393   MVT VT = Op.getSimpleValueType();
394   assert(Op.getNode()->getNumValues() == 1 &&
395          "Can't promote a vector with multiple results!");
396   MVT NVT = TLI.getTypeToPromoteTo(Op.getOpcode(), VT);
397   SDLoc dl(Op);
398   SmallVector<SDValue, 4> Operands(Op.getNumOperands());
399
400   for (unsigned j = 0; j != Op.getNumOperands(); ++j) {
401     if (Op.getOperand(j).getValueType().isVector())
402       if (Op.getOperand(j)
403               .getValueType()
404               .getVectorElementType()
405               .isFloatingPoint() &&
406           NVT.isVector() && NVT.getVectorElementType().isFloatingPoint())
407         Operands[j] = DAG.getNode(ISD::FP_EXTEND, dl, NVT, Op.getOperand(j));
408       else
409         Operands[j] = DAG.getNode(ISD::BITCAST, dl, NVT, Op.getOperand(j));
410     else
411       Operands[j] = Op.getOperand(j);
412   }
413
414   Op = DAG.getNode(Op.getOpcode(), dl, NVT, Operands);
415   if ((VT.isFloatingPoint() && NVT.isFloatingPoint()) ||
416       (VT.isVector() && VT.getVectorElementType().isFloatingPoint() &&
417        NVT.isVector() && NVT.getVectorElementType().isFloatingPoint()))
418     return DAG.getNode(ISD::FP_ROUND, dl, VT, Op, DAG.getIntPtrConstant(0, dl));
419   else
420     return DAG.getNode(ISD::BITCAST, dl, VT, Op);
421 }
422
423 SDValue VectorLegalizer::PromoteINT_TO_FP(SDValue Op) {
424   // INT_TO_FP operations may require the input operand be promoted even
425   // when the type is otherwise legal.
426   EVT VT = Op.getOperand(0).getValueType();
427   assert(Op.getNode()->getNumValues() == 1 &&
428          "Can't promote a vector with multiple results!");
429
430   // Normal getTypeToPromoteTo() doesn't work here, as that will promote
431   // by widening the vector w/ the same element width and twice the number
432   // of elements. We want the other way around, the same number of elements,
433   // each twice the width.
434   //
435   // Increase the bitwidth of the element to the next pow-of-two
436   // (which is greater than 8 bits).
437
438   EVT NVT = VT.widenIntegerVectorElementType(*DAG.getContext());
439   assert(NVT.isSimple() && "Promoting to a non-simple vector type!");
440   SDLoc dl(Op);
441   SmallVector<SDValue, 4> Operands(Op.getNumOperands());
442
443   unsigned Opc = Op.getOpcode() == ISD::UINT_TO_FP ? ISD::ZERO_EXTEND :
444     ISD::SIGN_EXTEND;
445   for (unsigned j = 0; j != Op.getNumOperands(); ++j) {
446     if (Op.getOperand(j).getValueType().isVector())
447       Operands[j] = DAG.getNode(Opc, dl, NVT, Op.getOperand(j));
448     else
449       Operands[j] = Op.getOperand(j);
450   }
451
452   return DAG.getNode(Op.getOpcode(), dl, Op.getValueType(), Operands);
453 }
454
455 // For FP_TO_INT we promote the result type to a vector type with wider
456 // elements and then truncate the result.  This is different from the default
457 // PromoteVector which uses bitcast to promote thus assumning that the
458 // promoted vector type has the same overall size.
459 SDValue VectorLegalizer::PromoteFP_TO_INT(SDValue Op, bool isSigned) {
460   assert(Op.getNode()->getNumValues() == 1 &&
461          "Can't promote a vector with multiple results!");
462   EVT VT = Op.getValueType();
463
464   EVT NewVT;
465   unsigned NewOpc;
466   while (1) {
467     NewVT = VT.widenIntegerVectorElementType(*DAG.getContext());
468     assert(NewVT.isSimple() && "Promoting to a non-simple vector type!");
469     if (TLI.isOperationLegalOrCustom(ISD::FP_TO_SINT, NewVT)) {
470       NewOpc = ISD::FP_TO_SINT;
471       break;
472     }
473     if (!isSigned && TLI.isOperationLegalOrCustom(ISD::FP_TO_UINT, NewVT)) {
474       NewOpc = ISD::FP_TO_UINT;
475       break;
476     }
477   }
478
479   SDLoc loc(Op);
480   SDValue promoted  = DAG.getNode(NewOpc, SDLoc(Op), NewVT, Op.getOperand(0));
481   return DAG.getNode(ISD::TRUNCATE, SDLoc(Op), VT, promoted);
482 }
483
484
485 SDValue VectorLegalizer::ExpandLoad(SDValue Op) {
486   SDLoc dl(Op);
487   LoadSDNode *LD = cast<LoadSDNode>(Op.getNode());
488   SDValue Chain = LD->getChain();
489   SDValue BasePTR = LD->getBasePtr();
490   EVT SrcVT = LD->getMemoryVT();
491   ISD::LoadExtType ExtType = LD->getExtensionType();
492
493   SmallVector<SDValue, 8> Vals;
494   SmallVector<SDValue, 8> LoadChains;
495   unsigned NumElem = SrcVT.getVectorNumElements();
496
497   EVT SrcEltVT = SrcVT.getScalarType();
498   EVT DstEltVT = Op.getNode()->getValueType(0).getScalarType();
499
500   if (SrcVT.getVectorNumElements() > 1 && !SrcEltVT.isByteSized()) {
501     // When elements in a vector is not byte-addressable, we cannot directly
502     // load each element by advancing pointer, which could only address bytes.
503     // Instead, we load all significant words, mask bits off, and concatenate
504     // them to form each element. Finally, they are extended to destination
505     // scalar type to build the destination vector.
506     EVT WideVT = TLI.getPointerTy(DAG.getDataLayout());
507
508     assert(WideVT.isRound() &&
509            "Could not handle the sophisticated case when the widest integer is"
510            " not power of 2.");
511     assert(WideVT.bitsGE(SrcEltVT) &&
512            "Type is not legalized?");
513
514     unsigned WideBytes = WideVT.getStoreSize();
515     unsigned Offset = 0;
516     unsigned RemainingBytes = SrcVT.getStoreSize();
517     SmallVector<SDValue, 8> LoadVals;
518
519     while (RemainingBytes > 0) {
520       SDValue ScalarLoad;
521       unsigned LoadBytes = WideBytes;
522
523       if (RemainingBytes >= LoadBytes) {
524         ScalarLoad = DAG.getLoad(WideVT, dl, Chain, BasePTR,
525                                  LD->getPointerInfo().getWithOffset(Offset),
526                                  LD->isVolatile(), LD->isNonTemporal(),
527                                  LD->isInvariant(),
528                                  MinAlign(LD->getAlignment(), Offset),
529                                  LD->getAAInfo());
530       } else {
531         EVT LoadVT = WideVT;
532         while (RemainingBytes < LoadBytes) {
533           LoadBytes >>= 1; // Reduce the load size by half.
534           LoadVT = EVT::getIntegerVT(*DAG.getContext(), LoadBytes << 3);
535         }
536         ScalarLoad = DAG.getExtLoad(ISD::EXTLOAD, dl, WideVT, Chain, BasePTR,
537                                     LD->getPointerInfo().getWithOffset(Offset),
538                                     LoadVT, LD->isVolatile(),
539                                     LD->isNonTemporal(), LD->isInvariant(),
540                                     MinAlign(LD->getAlignment(), Offset),
541                                     LD->getAAInfo());
542       }
543
544       RemainingBytes -= LoadBytes;
545       Offset += LoadBytes;
546       BasePTR = DAG.getNode(ISD::ADD, dl, BasePTR.getValueType(), BasePTR,
547                             DAG.getConstant(LoadBytes, dl,
548                                             BasePTR.getValueType()));
549
550       LoadVals.push_back(ScalarLoad.getValue(0));
551       LoadChains.push_back(ScalarLoad.getValue(1));
552     }
553
554     // Extract bits, pack and extend/trunc them into destination type.
555     unsigned SrcEltBits = SrcEltVT.getSizeInBits();
556     SDValue SrcEltBitMask = DAG.getConstant((1U << SrcEltBits) - 1, dl, WideVT);
557
558     unsigned BitOffset = 0;
559     unsigned WideIdx = 0;
560     unsigned WideBits = WideVT.getSizeInBits();
561
562     for (unsigned Idx = 0; Idx != NumElem; ++Idx) {
563       SDValue Lo, Hi, ShAmt;
564
565       if (BitOffset < WideBits) {
566         ShAmt = DAG.getConstant(
567             BitOffset, dl, TLI.getShiftAmountTy(WideVT, DAG.getDataLayout()));
568         Lo = DAG.getNode(ISD::SRL, dl, WideVT, LoadVals[WideIdx], ShAmt);
569         Lo = DAG.getNode(ISD::AND, dl, WideVT, Lo, SrcEltBitMask);
570       }
571
572       BitOffset += SrcEltBits;
573       if (BitOffset >= WideBits) {
574         WideIdx++;
575         BitOffset -= WideBits;
576         if (BitOffset > 0) {
577           ShAmt = DAG.getConstant(
578               SrcEltBits - BitOffset, dl,
579               TLI.getShiftAmountTy(WideVT, DAG.getDataLayout()));
580           Hi = DAG.getNode(ISD::SHL, dl, WideVT, LoadVals[WideIdx], ShAmt);
581           Hi = DAG.getNode(ISD::AND, dl, WideVT, Hi, SrcEltBitMask);
582         }
583       }
584
585       if (Hi.getNode())
586         Lo = DAG.getNode(ISD::OR, dl, WideVT, Lo, Hi);
587
588       switch (ExtType) {
589       default: llvm_unreachable("Unknown extended-load op!");
590       case ISD::EXTLOAD:
591         Lo = DAG.getAnyExtOrTrunc(Lo, dl, DstEltVT);
592         break;
593       case ISD::ZEXTLOAD:
594         Lo = DAG.getZExtOrTrunc(Lo, dl, DstEltVT);
595         break;
596       case ISD::SEXTLOAD:
597         ShAmt =
598             DAG.getConstant(WideBits - SrcEltBits, dl,
599                             TLI.getShiftAmountTy(WideVT, DAG.getDataLayout()));
600         Lo = DAG.getNode(ISD::SHL, dl, WideVT, Lo, ShAmt);
601         Lo = DAG.getNode(ISD::SRA, dl, WideVT, Lo, ShAmt);
602         Lo = DAG.getSExtOrTrunc(Lo, dl, DstEltVT);
603         break;
604       }
605       Vals.push_back(Lo);
606     }
607   } else {
608     unsigned Stride = SrcVT.getScalarType().getSizeInBits()/8;
609
610     for (unsigned Idx=0; Idx<NumElem; Idx++) {
611       SDValue ScalarLoad = DAG.getExtLoad(ExtType, dl,
612                 Op.getNode()->getValueType(0).getScalarType(),
613                 Chain, BasePTR, LD->getPointerInfo().getWithOffset(Idx * Stride),
614                 SrcVT.getScalarType(),
615                 LD->isVolatile(), LD->isNonTemporal(), LD->isInvariant(),
616                 MinAlign(LD->getAlignment(), Idx * Stride), LD->getAAInfo());
617
618       BasePTR = DAG.getNode(ISD::ADD, dl, BasePTR.getValueType(), BasePTR,
619                          DAG.getConstant(Stride, dl, BasePTR.getValueType()));
620
621       Vals.push_back(ScalarLoad.getValue(0));
622       LoadChains.push_back(ScalarLoad.getValue(1));
623     }
624   }
625
626   SDValue NewChain = DAG.getNode(ISD::TokenFactor, dl, MVT::Other, LoadChains);
627   SDValue Value = DAG.getNode(ISD::BUILD_VECTOR, dl,
628                               Op.getNode()->getValueType(0), Vals);
629
630   AddLegalizedOperand(Op.getValue(0), Value);
631   AddLegalizedOperand(Op.getValue(1), NewChain);
632
633   return (Op.getResNo() ? NewChain : Value);
634 }
635
636 SDValue VectorLegalizer::ExpandStore(SDValue Op) {
637   SDLoc dl(Op);
638   StoreSDNode *ST = cast<StoreSDNode>(Op.getNode());
639   SDValue Chain = ST->getChain();
640   SDValue BasePTR = ST->getBasePtr();
641   SDValue Value = ST->getValue();
642   EVT StVT = ST->getMemoryVT();
643
644   unsigned Alignment = ST->getAlignment();
645   bool isVolatile = ST->isVolatile();
646   bool isNonTemporal = ST->isNonTemporal();
647   AAMDNodes AAInfo = ST->getAAInfo();
648
649   unsigned NumElem = StVT.getVectorNumElements();
650   // The type of the data we want to save
651   EVT RegVT = Value.getValueType();
652   EVT RegSclVT = RegVT.getScalarType();
653   // The type of data as saved in memory.
654   EVT MemSclVT = StVT.getScalarType();
655
656   // Cast floats into integers
657   unsigned ScalarSize = MemSclVT.getSizeInBits();
658
659   // Round odd types to the next pow of two.
660   if (!isPowerOf2_32(ScalarSize))
661     ScalarSize = NextPowerOf2(ScalarSize);
662
663   // Store Stride in bytes
664   unsigned Stride = ScalarSize/8;
665   // Extract each of the elements from the original vector
666   // and save them into memory individually.
667   SmallVector<SDValue, 8> Stores;
668   for (unsigned Idx = 0; Idx < NumElem; Idx++) {
669     SDValue Ex = DAG.getNode(
670         ISD::EXTRACT_VECTOR_ELT, dl, RegSclVT, Value,
671         DAG.getConstant(Idx, dl, TLI.getVectorIdxTy(DAG.getDataLayout())));
672
673     // This scalar TruncStore may be illegal, but we legalize it later.
674     SDValue Store = DAG.getTruncStore(Chain, dl, Ex, BasePTR,
675                ST->getPointerInfo().getWithOffset(Idx*Stride), MemSclVT,
676                isVolatile, isNonTemporal, MinAlign(Alignment, Idx*Stride),
677                AAInfo);
678
679     BasePTR = DAG.getNode(ISD::ADD, dl, BasePTR.getValueType(), BasePTR,
680                           DAG.getConstant(Stride, dl, BasePTR.getValueType()));
681
682     Stores.push_back(Store);
683   }
684   SDValue TF =  DAG.getNode(ISD::TokenFactor, dl, MVT::Other, Stores);
685   AddLegalizedOperand(Op, TF);
686   return TF;
687 }
688
689 SDValue VectorLegalizer::Expand(SDValue Op) {
690   switch (Op->getOpcode()) {
691   case ISD::SIGN_EXTEND_INREG:
692     return ExpandSEXTINREG(Op);
693   case ISD::ANY_EXTEND_VECTOR_INREG:
694     return ExpandANY_EXTEND_VECTOR_INREG(Op);
695   case ISD::SIGN_EXTEND_VECTOR_INREG:
696     return ExpandSIGN_EXTEND_VECTOR_INREG(Op);
697   case ISD::ZERO_EXTEND_VECTOR_INREG:
698     return ExpandZERO_EXTEND_VECTOR_INREG(Op);
699   case ISD::BSWAP:
700     return ExpandBSWAP(Op);
701   case ISD::VSELECT:
702     return ExpandVSELECT(Op);
703   case ISD::SELECT:
704     return ExpandSELECT(Op);
705   case ISD::UINT_TO_FP:
706     return ExpandUINT_TO_FLOAT(Op);
707   case ISD::FNEG:
708     return ExpandFNEG(Op);
709   case ISD::SETCC:
710     return UnrollVSETCC(Op);
711   default:
712     return DAG.UnrollVectorOp(Op.getNode());
713   }
714 }
715
716 SDValue VectorLegalizer::ExpandSELECT(SDValue Op) {
717   // Lower a select instruction where the condition is a scalar and the
718   // operands are vectors. Lower this select to VSELECT and implement it
719   // using XOR AND OR. The selector bit is broadcasted.
720   EVT VT = Op.getValueType();
721   SDLoc DL(Op);
722
723   SDValue Mask = Op.getOperand(0);
724   SDValue Op1 = Op.getOperand(1);
725   SDValue Op2 = Op.getOperand(2);
726
727   assert(VT.isVector() && !Mask.getValueType().isVector()
728          && Op1.getValueType() == Op2.getValueType() && "Invalid type");
729
730   unsigned NumElem = VT.getVectorNumElements();
731
732   // If we can't even use the basic vector operations of
733   // AND,OR,XOR, we will have to scalarize the op.
734   // Notice that the operation may be 'promoted' which means that it is
735   // 'bitcasted' to another type which is handled.
736   // Also, we need to be able to construct a splat vector using BUILD_VECTOR.
737   if (TLI.getOperationAction(ISD::AND, VT) == TargetLowering::Expand ||
738       TLI.getOperationAction(ISD::XOR, VT) == TargetLowering::Expand ||
739       TLI.getOperationAction(ISD::OR,  VT) == TargetLowering::Expand ||
740       TLI.getOperationAction(ISD::BUILD_VECTOR,  VT) == TargetLowering::Expand)
741     return DAG.UnrollVectorOp(Op.getNode());
742
743   // Generate a mask operand.
744   EVT MaskTy = VT.changeVectorElementTypeToInteger();
745
746   // What is the size of each element in the vector mask.
747   EVT BitTy = MaskTy.getScalarType();
748
749   Mask = DAG.getSelect(DL, BitTy, Mask,
750           DAG.getConstant(APInt::getAllOnesValue(BitTy.getSizeInBits()), DL,
751                           BitTy),
752           DAG.getConstant(0, DL, BitTy));
753
754   // Broadcast the mask so that the entire vector is all-one or all zero.
755   SmallVector<SDValue, 8> Ops(NumElem, Mask);
756   Mask = DAG.getNode(ISD::BUILD_VECTOR, DL, MaskTy, Ops);
757
758   // Bitcast the operands to be the same type as the mask.
759   // This is needed when we select between FP types because
760   // the mask is a vector of integers.
761   Op1 = DAG.getNode(ISD::BITCAST, DL, MaskTy, Op1);
762   Op2 = DAG.getNode(ISD::BITCAST, DL, MaskTy, Op2);
763
764   SDValue AllOnes = DAG.getConstant(
765             APInt::getAllOnesValue(BitTy.getSizeInBits()), DL, MaskTy);
766   SDValue NotMask = DAG.getNode(ISD::XOR, DL, MaskTy, Mask, AllOnes);
767
768   Op1 = DAG.getNode(ISD::AND, DL, MaskTy, Op1, Mask);
769   Op2 = DAG.getNode(ISD::AND, DL, MaskTy, Op2, NotMask);
770   SDValue Val = DAG.getNode(ISD::OR, DL, MaskTy, Op1, Op2);
771   return DAG.getNode(ISD::BITCAST, DL, Op.getValueType(), Val);
772 }
773
774 SDValue VectorLegalizer::ExpandSEXTINREG(SDValue Op) {
775   EVT VT = Op.getValueType();
776
777   // Make sure that the SRA and SHL instructions are available.
778   if (TLI.getOperationAction(ISD::SRA, VT) == TargetLowering::Expand ||
779       TLI.getOperationAction(ISD::SHL, VT) == TargetLowering::Expand)
780     return DAG.UnrollVectorOp(Op.getNode());
781
782   SDLoc DL(Op);
783   EVT OrigTy = cast<VTSDNode>(Op->getOperand(1))->getVT();
784
785   unsigned BW = VT.getScalarType().getSizeInBits();
786   unsigned OrigBW = OrigTy.getScalarType().getSizeInBits();
787   SDValue ShiftSz = DAG.getConstant(BW - OrigBW, DL, VT);
788
789   Op = Op.getOperand(0);
790   Op =   DAG.getNode(ISD::SHL, DL, VT, Op, ShiftSz);
791   return DAG.getNode(ISD::SRA, DL, VT, Op, ShiftSz);
792 }
793
794 // Generically expand a vector anyext in register to a shuffle of the relevant
795 // lanes into the appropriate locations, with other lanes left undef.
796 SDValue VectorLegalizer::ExpandANY_EXTEND_VECTOR_INREG(SDValue Op) {
797   SDLoc DL(Op);
798   EVT VT = Op.getValueType();
799   int NumElements = VT.getVectorNumElements();
800   SDValue Src = Op.getOperand(0);
801   EVT SrcVT = Src.getValueType();
802   int NumSrcElements = SrcVT.getVectorNumElements();
803
804   // Build a base mask of undef shuffles.
805   SmallVector<int, 16> ShuffleMask;
806   ShuffleMask.resize(NumSrcElements, -1);
807
808   // Place the extended lanes into the correct locations.
809   int ExtLaneScale = NumSrcElements / NumElements;
810   int EndianOffset = DAG.getDataLayout().isBigEndian() ? ExtLaneScale - 1 : 0;
811   for (int i = 0; i < NumElements; ++i)
812     ShuffleMask[i * ExtLaneScale + EndianOffset] = i;
813
814   return DAG.getNode(
815       ISD::BITCAST, DL, VT,
816       DAG.getVectorShuffle(SrcVT, DL, Src, DAG.getUNDEF(SrcVT), ShuffleMask));
817 }
818
819 SDValue VectorLegalizer::ExpandSIGN_EXTEND_VECTOR_INREG(SDValue Op) {
820   SDLoc DL(Op);
821   EVT VT = Op.getValueType();
822   SDValue Src = Op.getOperand(0);
823   EVT SrcVT = Src.getValueType();
824
825   // First build an any-extend node which can be legalized above when we
826   // recurse through it.
827   Op = DAG.getAnyExtendVectorInReg(Src, DL, VT);
828
829   // Now we need sign extend. Do this by shifting the elements. Even if these
830   // aren't legal operations, they have a better chance of being legalized
831   // without full scalarization than the sign extension does.
832   unsigned EltWidth = VT.getVectorElementType().getSizeInBits();
833   unsigned SrcEltWidth = SrcVT.getVectorElementType().getSizeInBits();
834   SDValue ShiftAmount = DAG.getConstant(EltWidth - SrcEltWidth, DL, VT);
835   return DAG.getNode(ISD::SRA, DL, VT,
836                      DAG.getNode(ISD::SHL, DL, VT, Op, ShiftAmount),
837                      ShiftAmount);
838 }
839
840 // Generically expand a vector zext in register to a shuffle of the relevant
841 // lanes into the appropriate locations, a blend of zero into the high bits,
842 // and a bitcast to the wider element type.
843 SDValue VectorLegalizer::ExpandZERO_EXTEND_VECTOR_INREG(SDValue Op) {
844   SDLoc DL(Op);
845   EVT VT = Op.getValueType();
846   int NumElements = VT.getVectorNumElements();
847   SDValue Src = Op.getOperand(0);
848   EVT SrcVT = Src.getValueType();
849   int NumSrcElements = SrcVT.getVectorNumElements();
850
851   // Build up a zero vector to blend into this one.
852   EVT SrcScalarVT = SrcVT.getScalarType();
853   SDValue ScalarZero = DAG.getTargetConstant(0, DL, SrcScalarVT);
854   SmallVector<SDValue, 4> BuildVectorOperands(NumSrcElements, ScalarZero);
855   SDValue Zero = DAG.getNode(ISD::BUILD_VECTOR, DL, SrcVT, BuildVectorOperands);
856
857   // Shuffle the incoming lanes into the correct position, and pull all other
858   // lanes from the zero vector.
859   SmallVector<int, 16> ShuffleMask;
860   ShuffleMask.reserve(NumSrcElements);
861   for (int i = 0; i < NumSrcElements; ++i)
862     ShuffleMask.push_back(i);
863
864   int ExtLaneScale = NumSrcElements / NumElements;
865   int EndianOffset = DAG.getDataLayout().isBigEndian() ? ExtLaneScale - 1 : 0;
866   for (int i = 0; i < NumElements; ++i)
867     ShuffleMask[i * ExtLaneScale + EndianOffset] = NumSrcElements + i;
868
869   return DAG.getNode(ISD::BITCAST, DL, VT,
870                      DAG.getVectorShuffle(SrcVT, DL, Zero, Src, ShuffleMask));
871 }
872
873 SDValue VectorLegalizer::ExpandBSWAP(SDValue Op) {
874   EVT VT = Op.getValueType();
875
876   // Generate a byte wise shuffle mask for the BSWAP.
877   SmallVector<int, 16> ShuffleMask;
878   int ScalarSizeInBytes = VT.getScalarSizeInBits() / 8;
879   for (int I = 0, E = VT.getVectorNumElements(); I != E; ++I)
880     for (int J = ScalarSizeInBytes - 1; J >= 0; --J)
881       ShuffleMask.push_back((I * ScalarSizeInBytes) + J);
882
883   EVT ByteVT = EVT::getVectorVT(*DAG.getContext(), MVT::i8, ShuffleMask.size());
884
885   // Only emit a shuffle if the mask is legal.
886   if (!TLI.isShuffleMaskLegal(ShuffleMask, ByteVT))
887     return DAG.UnrollVectorOp(Op.getNode());
888
889   SDLoc DL(Op);
890   Op = DAG.getNode(ISD::BITCAST, DL, ByteVT, Op.getOperand(0));
891   Op = DAG.getVectorShuffle(ByteVT, DL, Op, DAG.getUNDEF(ByteVT),
892                             ShuffleMask.data());
893   return DAG.getNode(ISD::BITCAST, DL, VT, Op);
894 }
895
896 SDValue VectorLegalizer::ExpandVSELECT(SDValue Op) {
897   // Implement VSELECT in terms of XOR, AND, OR
898   // on platforms which do not support blend natively.
899   SDLoc DL(Op);
900
901   SDValue Mask = Op.getOperand(0);
902   SDValue Op1 = Op.getOperand(1);
903   SDValue Op2 = Op.getOperand(2);
904
905   EVT VT = Mask.getValueType();
906
907   // If we can't even use the basic vector operations of
908   // AND,OR,XOR, we will have to scalarize the op.
909   // Notice that the operation may be 'promoted' which means that it is
910   // 'bitcasted' to another type which is handled.
911   // This operation also isn't safe with AND, OR, XOR when the boolean
912   // type is 0/1 as we need an all ones vector constant to mask with.
913   // FIXME: Sign extend 1 to all ones if thats legal on the target.
914   if (TLI.getOperationAction(ISD::AND, VT) == TargetLowering::Expand ||
915       TLI.getOperationAction(ISD::XOR, VT) == TargetLowering::Expand ||
916       TLI.getOperationAction(ISD::OR, VT) == TargetLowering::Expand ||
917       TLI.getBooleanContents(Op1.getValueType()) !=
918           TargetLowering::ZeroOrNegativeOneBooleanContent)
919     return DAG.UnrollVectorOp(Op.getNode());
920
921   // If the mask and the type are different sizes, unroll the vector op. This
922   // can occur when getSetCCResultType returns something that is different in
923   // size from the operand types. For example, v4i8 = select v4i32, v4i8, v4i8.
924   if (VT.getSizeInBits() != Op1.getValueType().getSizeInBits())
925     return DAG.UnrollVectorOp(Op.getNode());
926
927   // Bitcast the operands to be the same type as the mask.
928   // This is needed when we select between FP types because
929   // the mask is a vector of integers.
930   Op1 = DAG.getNode(ISD::BITCAST, DL, VT, Op1);
931   Op2 = DAG.getNode(ISD::BITCAST, DL, VT, Op2);
932
933   SDValue AllOnes = DAG.getConstant(
934     APInt::getAllOnesValue(VT.getScalarType().getSizeInBits()), DL, VT);
935   SDValue NotMask = DAG.getNode(ISD::XOR, DL, VT, Mask, AllOnes);
936
937   Op1 = DAG.getNode(ISD::AND, DL, VT, Op1, Mask);
938   Op2 = DAG.getNode(ISD::AND, DL, VT, Op2, NotMask);
939   SDValue Val = DAG.getNode(ISD::OR, DL, VT, Op1, Op2);
940   return DAG.getNode(ISD::BITCAST, DL, Op.getValueType(), Val);
941 }
942
943 SDValue VectorLegalizer::ExpandUINT_TO_FLOAT(SDValue Op) {
944   EVT VT = Op.getOperand(0).getValueType();
945   SDLoc DL(Op);
946
947   // Make sure that the SINT_TO_FP and SRL instructions are available.
948   if (TLI.getOperationAction(ISD::SINT_TO_FP, VT) == TargetLowering::Expand ||
949       TLI.getOperationAction(ISD::SRL,        VT) == TargetLowering::Expand)
950     return DAG.UnrollVectorOp(Op.getNode());
951
952  EVT SVT = VT.getScalarType();
953   assert((SVT.getSizeInBits() == 64 || SVT.getSizeInBits() == 32) &&
954       "Elements in vector-UINT_TO_FP must be 32 or 64 bits wide");
955
956   unsigned BW = SVT.getSizeInBits();
957   SDValue HalfWord = DAG.getConstant(BW/2, DL, VT);
958
959   // Constants to clear the upper part of the word.
960   // Notice that we can also use SHL+SHR, but using a constant is slightly
961   // faster on x86.
962   uint64_t HWMask = (SVT.getSizeInBits()==64)?0x00000000FFFFFFFF:0x0000FFFF;
963   SDValue HalfWordMask = DAG.getConstant(HWMask, DL, VT);
964
965   // Two to the power of half-word-size.
966   SDValue TWOHW = DAG.getConstantFP(1 << (BW/2), DL, Op.getValueType());
967
968   // Clear upper part of LO, lower HI
969   SDValue HI = DAG.getNode(ISD::SRL, DL, VT, Op.getOperand(0), HalfWord);
970   SDValue LO = DAG.getNode(ISD::AND, DL, VT, Op.getOperand(0), HalfWordMask);
971
972   // Convert hi and lo to floats
973   // Convert the hi part back to the upper values
974   SDValue fHI = DAG.getNode(ISD::SINT_TO_FP, DL, Op.getValueType(), HI);
975           fHI = DAG.getNode(ISD::FMUL, DL, Op.getValueType(), fHI, TWOHW);
976   SDValue fLO = DAG.getNode(ISD::SINT_TO_FP, DL, Op.getValueType(), LO);
977
978   // Add the two halves
979   return DAG.getNode(ISD::FADD, DL, Op.getValueType(), fHI, fLO);
980 }
981
982
983 SDValue VectorLegalizer::ExpandFNEG(SDValue Op) {
984   if (TLI.isOperationLegalOrCustom(ISD::FSUB, Op.getValueType())) {
985     SDLoc DL(Op);
986     SDValue Zero = DAG.getConstantFP(-0.0, DL, Op.getValueType());
987     return DAG.getNode(ISD::FSUB, DL, Op.getValueType(),
988                        Zero, Op.getOperand(0));
989   }
990   return DAG.UnrollVectorOp(Op.getNode());
991 }
992
993 SDValue VectorLegalizer::UnrollVSETCC(SDValue Op) {
994   EVT VT = Op.getValueType();
995   unsigned NumElems = VT.getVectorNumElements();
996   EVT EltVT = VT.getVectorElementType();
997   SDValue LHS = Op.getOperand(0), RHS = Op.getOperand(1), CC = Op.getOperand(2);
998   EVT TmpEltVT = LHS.getValueType().getVectorElementType();
999   SDLoc dl(Op);
1000   SmallVector<SDValue, 8> Ops(NumElems);
1001   for (unsigned i = 0; i < NumElems; ++i) {
1002     SDValue LHSElem = DAG.getNode(
1003         ISD::EXTRACT_VECTOR_ELT, dl, TmpEltVT, LHS,
1004         DAG.getConstant(i, dl, TLI.getVectorIdxTy(DAG.getDataLayout())));
1005     SDValue RHSElem = DAG.getNode(
1006         ISD::EXTRACT_VECTOR_ELT, dl, TmpEltVT, RHS,
1007         DAG.getConstant(i, dl, TLI.getVectorIdxTy(DAG.getDataLayout())));
1008     Ops[i] = DAG.getNode(ISD::SETCC, dl,
1009                          TLI.getSetCCResultType(DAG.getDataLayout(),
1010                                                 *DAG.getContext(), TmpEltVT),
1011                          LHSElem, RHSElem, CC);
1012     Ops[i] = DAG.getSelect(dl, EltVT, Ops[i],
1013                            DAG.getConstant(APInt::getAllOnesValue
1014                                            (EltVT.getSizeInBits()), dl, EltVT),
1015                            DAG.getConstant(0, dl, EltVT));
1016   }
1017   return DAG.getNode(ISD::BUILD_VECTOR, dl, VT, Ops);
1018 }
1019
1020 }
1021
1022 bool SelectionDAG::LegalizeVectors() {
1023   return VectorLegalizer(*this).Run();
1024 }