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