ee844a8a4c58ffc4b2b8c5b56a2243f767723cc8
[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();
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(BitOffset, dl, TLI.getShiftAmountTy(WideVT));
567         Lo = DAG.getNode(ISD::SRL, dl, WideVT, LoadVals[WideIdx], ShAmt);
568         Lo = DAG.getNode(ISD::AND, dl, WideVT, Lo, SrcEltBitMask);
569       }
570
571       BitOffset += SrcEltBits;
572       if (BitOffset >= WideBits) {
573         WideIdx++;
574         BitOffset -= WideBits;
575         if (BitOffset > 0) {
576           ShAmt = DAG.getConstant(SrcEltBits - BitOffset, dl,
577                                   TLI.getShiftAmountTy(WideVT));
578           Hi = DAG.getNode(ISD::SHL, dl, WideVT, LoadVals[WideIdx], ShAmt);
579           Hi = DAG.getNode(ISD::AND, dl, WideVT, Hi, SrcEltBitMask);
580         }
581       }
582
583       if (Hi.getNode())
584         Lo = DAG.getNode(ISD::OR, dl, WideVT, Lo, Hi);
585
586       switch (ExtType) {
587       default: llvm_unreachable("Unknown extended-load op!");
588       case ISD::EXTLOAD:
589         Lo = DAG.getAnyExtOrTrunc(Lo, dl, DstEltVT);
590         break;
591       case ISD::ZEXTLOAD:
592         Lo = DAG.getZExtOrTrunc(Lo, dl, DstEltVT);
593         break;
594       case ISD::SEXTLOAD:
595         ShAmt = DAG.getConstant(WideBits - SrcEltBits, dl,
596                                 TLI.getShiftAmountTy(WideVT));
597         Lo = DAG.getNode(ISD::SHL, dl, WideVT, Lo, ShAmt);
598         Lo = DAG.getNode(ISD::SRA, dl, WideVT, Lo, ShAmt);
599         Lo = DAG.getSExtOrTrunc(Lo, dl, DstEltVT);
600         break;
601       }
602       Vals.push_back(Lo);
603     }
604   } else {
605     unsigned Stride = SrcVT.getScalarType().getSizeInBits()/8;
606
607     for (unsigned Idx=0; Idx<NumElem; Idx++) {
608       SDValue ScalarLoad = DAG.getExtLoad(ExtType, dl,
609                 Op.getNode()->getValueType(0).getScalarType(),
610                 Chain, BasePTR, LD->getPointerInfo().getWithOffset(Idx * Stride),
611                 SrcVT.getScalarType(),
612                 LD->isVolatile(), LD->isNonTemporal(), LD->isInvariant(),
613                 MinAlign(LD->getAlignment(), Idx * Stride), LD->getAAInfo());
614
615       BasePTR = DAG.getNode(ISD::ADD, dl, BasePTR.getValueType(), BasePTR,
616                          DAG.getConstant(Stride, dl, BasePTR.getValueType()));
617
618       Vals.push_back(ScalarLoad.getValue(0));
619       LoadChains.push_back(ScalarLoad.getValue(1));
620     }
621   }
622
623   SDValue NewChain = DAG.getNode(ISD::TokenFactor, dl, MVT::Other, LoadChains);
624   SDValue Value = DAG.getNode(ISD::BUILD_VECTOR, dl,
625                               Op.getNode()->getValueType(0), Vals);
626
627   AddLegalizedOperand(Op.getValue(0), Value);
628   AddLegalizedOperand(Op.getValue(1), NewChain);
629
630   return (Op.getResNo() ? NewChain : Value);
631 }
632
633 SDValue VectorLegalizer::ExpandStore(SDValue Op) {
634   SDLoc dl(Op);
635   StoreSDNode *ST = cast<StoreSDNode>(Op.getNode());
636   SDValue Chain = ST->getChain();
637   SDValue BasePTR = ST->getBasePtr();
638   SDValue Value = ST->getValue();
639   EVT StVT = ST->getMemoryVT();
640
641   unsigned Alignment = ST->getAlignment();
642   bool isVolatile = ST->isVolatile();
643   bool isNonTemporal = ST->isNonTemporal();
644   AAMDNodes AAInfo = ST->getAAInfo();
645
646   unsigned NumElem = StVT.getVectorNumElements();
647   // The type of the data we want to save
648   EVT RegVT = Value.getValueType();
649   EVT RegSclVT = RegVT.getScalarType();
650   // The type of data as saved in memory.
651   EVT MemSclVT = StVT.getScalarType();
652
653   // Cast floats into integers
654   unsigned ScalarSize = MemSclVT.getSizeInBits();
655
656   // Round odd types to the next pow of two.
657   if (!isPowerOf2_32(ScalarSize))
658     ScalarSize = NextPowerOf2(ScalarSize);
659
660   // Store Stride in bytes
661   unsigned Stride = ScalarSize/8;
662   // Extract each of the elements from the original vector
663   // and save them into memory individually.
664   SmallVector<SDValue, 8> Stores;
665   for (unsigned Idx = 0; Idx < NumElem; Idx++) {
666     SDValue Ex = DAG.getNode(ISD::EXTRACT_VECTOR_ELT, dl,
667                RegSclVT, Value, DAG.getConstant(Idx, dl, TLI.getVectorIdxTy()));
668
669     // This scalar TruncStore may be illegal, but we legalize it later.
670     SDValue Store = DAG.getTruncStore(Chain, dl, Ex, BasePTR,
671                ST->getPointerInfo().getWithOffset(Idx*Stride), MemSclVT,
672                isVolatile, isNonTemporal, MinAlign(Alignment, Idx*Stride),
673                AAInfo);
674
675     BasePTR = DAG.getNode(ISD::ADD, dl, BasePTR.getValueType(), BasePTR,
676                           DAG.getConstant(Stride, dl, BasePTR.getValueType()));
677
678     Stores.push_back(Store);
679   }
680   SDValue TF =  DAG.getNode(ISD::TokenFactor, dl, MVT::Other, Stores);
681   AddLegalizedOperand(Op, TF);
682   return TF;
683 }
684
685 SDValue VectorLegalizer::Expand(SDValue Op) {
686   switch (Op->getOpcode()) {
687   case ISD::SIGN_EXTEND_INREG:
688     return ExpandSEXTINREG(Op);
689   case ISD::ANY_EXTEND_VECTOR_INREG:
690     return ExpandANY_EXTEND_VECTOR_INREG(Op);
691   case ISD::SIGN_EXTEND_VECTOR_INREG:
692     return ExpandSIGN_EXTEND_VECTOR_INREG(Op);
693   case ISD::ZERO_EXTEND_VECTOR_INREG:
694     return ExpandZERO_EXTEND_VECTOR_INREG(Op);
695   case ISD::BSWAP:
696     return ExpandBSWAP(Op);
697   case ISD::VSELECT:
698     return ExpandVSELECT(Op);
699   case ISD::SELECT:
700     return ExpandSELECT(Op);
701   case ISD::UINT_TO_FP:
702     return ExpandUINT_TO_FLOAT(Op);
703   case ISD::FNEG:
704     return ExpandFNEG(Op);
705   case ISD::SETCC:
706     return UnrollVSETCC(Op);
707   default:
708     return DAG.UnrollVectorOp(Op.getNode());
709   }
710 }
711
712 SDValue VectorLegalizer::ExpandSELECT(SDValue Op) {
713   // Lower a select instruction where the condition is a scalar and the
714   // operands are vectors. Lower this select to VSELECT and implement it
715   // using XOR AND OR. The selector bit is broadcasted.
716   EVT VT = Op.getValueType();
717   SDLoc DL(Op);
718
719   SDValue Mask = Op.getOperand(0);
720   SDValue Op1 = Op.getOperand(1);
721   SDValue Op2 = Op.getOperand(2);
722
723   assert(VT.isVector() && !Mask.getValueType().isVector()
724          && Op1.getValueType() == Op2.getValueType() && "Invalid type");
725
726   unsigned NumElem = VT.getVectorNumElements();
727
728   // If we can't even use the basic vector operations of
729   // AND,OR,XOR, we will have to scalarize the op.
730   // Notice that the operation may be 'promoted' which means that it is
731   // 'bitcasted' to another type which is handled.
732   // Also, we need to be able to construct a splat vector using BUILD_VECTOR.
733   if (TLI.getOperationAction(ISD::AND, VT) == TargetLowering::Expand ||
734       TLI.getOperationAction(ISD::XOR, VT) == TargetLowering::Expand ||
735       TLI.getOperationAction(ISD::OR,  VT) == TargetLowering::Expand ||
736       TLI.getOperationAction(ISD::BUILD_VECTOR,  VT) == TargetLowering::Expand)
737     return DAG.UnrollVectorOp(Op.getNode());
738
739   // Generate a mask operand.
740   EVT MaskTy = VT.changeVectorElementTypeToInteger();
741
742   // What is the size of each element in the vector mask.
743   EVT BitTy = MaskTy.getScalarType();
744
745   Mask = DAG.getSelect(DL, BitTy, Mask,
746           DAG.getConstant(APInt::getAllOnesValue(BitTy.getSizeInBits()), DL,
747                           BitTy),
748           DAG.getConstant(0, DL, BitTy));
749
750   // Broadcast the mask so that the entire vector is all-one or all zero.
751   SmallVector<SDValue, 8> Ops(NumElem, Mask);
752   Mask = DAG.getNode(ISD::BUILD_VECTOR, DL, MaskTy, Ops);
753
754   // Bitcast the operands to be the same type as the mask.
755   // This is needed when we select between FP types because
756   // the mask is a vector of integers.
757   Op1 = DAG.getNode(ISD::BITCAST, DL, MaskTy, Op1);
758   Op2 = DAG.getNode(ISD::BITCAST, DL, MaskTy, Op2);
759
760   SDValue AllOnes = DAG.getConstant(
761             APInt::getAllOnesValue(BitTy.getSizeInBits()), DL, MaskTy);
762   SDValue NotMask = DAG.getNode(ISD::XOR, DL, MaskTy, Mask, AllOnes);
763
764   Op1 = DAG.getNode(ISD::AND, DL, MaskTy, Op1, Mask);
765   Op2 = DAG.getNode(ISD::AND, DL, MaskTy, Op2, NotMask);
766   SDValue Val = DAG.getNode(ISD::OR, DL, MaskTy, Op1, Op2);
767   return DAG.getNode(ISD::BITCAST, DL, Op.getValueType(), Val);
768 }
769
770 SDValue VectorLegalizer::ExpandSEXTINREG(SDValue Op) {
771   EVT VT = Op.getValueType();
772
773   // Make sure that the SRA and SHL instructions are available.
774   if (TLI.getOperationAction(ISD::SRA, VT) == TargetLowering::Expand ||
775       TLI.getOperationAction(ISD::SHL, VT) == TargetLowering::Expand)
776     return DAG.UnrollVectorOp(Op.getNode());
777
778   SDLoc DL(Op);
779   EVT OrigTy = cast<VTSDNode>(Op->getOperand(1))->getVT();
780
781   unsigned BW = VT.getScalarType().getSizeInBits();
782   unsigned OrigBW = OrigTy.getScalarType().getSizeInBits();
783   SDValue ShiftSz = DAG.getConstant(BW - OrigBW, DL, VT);
784
785   Op = Op.getOperand(0);
786   Op =   DAG.getNode(ISD::SHL, DL, VT, Op, ShiftSz);
787   return DAG.getNode(ISD::SRA, DL, VT, Op, ShiftSz);
788 }
789
790 // Generically expand a vector anyext in register to a shuffle of the relevant
791 // lanes into the appropriate locations, with other lanes left undef.
792 SDValue VectorLegalizer::ExpandANY_EXTEND_VECTOR_INREG(SDValue Op) {
793   SDLoc DL(Op);
794   EVT VT = Op.getValueType();
795   int NumElements = VT.getVectorNumElements();
796   SDValue Src = Op.getOperand(0);
797   EVT SrcVT = Src.getValueType();
798   int NumSrcElements = SrcVT.getVectorNumElements();
799
800   // Build a base mask of undef shuffles.
801   SmallVector<int, 16> ShuffleMask;
802   ShuffleMask.resize(NumSrcElements, -1);
803
804   // Place the extended lanes into the correct locations.
805   int ExtLaneScale = NumSrcElements / NumElements;
806   int EndianOffset = TLI.isBigEndian() ? ExtLaneScale - 1 : 0;
807   for (int i = 0; i < NumElements; ++i)
808     ShuffleMask[i * ExtLaneScale + EndianOffset] = i;
809
810   return DAG.getNode(
811       ISD::BITCAST, DL, VT,
812       DAG.getVectorShuffle(SrcVT, DL, Src, DAG.getUNDEF(SrcVT), ShuffleMask));
813 }
814
815 SDValue VectorLegalizer::ExpandSIGN_EXTEND_VECTOR_INREG(SDValue Op) {
816   SDLoc DL(Op);
817   EVT VT = Op.getValueType();
818   SDValue Src = Op.getOperand(0);
819   EVT SrcVT = Src.getValueType();
820
821   // First build an any-extend node which can be legalized above when we
822   // recurse through it.
823   Op = DAG.getAnyExtendVectorInReg(Src, DL, VT);
824
825   // Now we need sign extend. Do this by shifting the elements. Even if these
826   // aren't legal operations, they have a better chance of being legalized
827   // without full scalarization than the sign extension does.
828   unsigned EltWidth = VT.getVectorElementType().getSizeInBits();
829   unsigned SrcEltWidth = SrcVT.getVectorElementType().getSizeInBits();
830   SDValue ShiftAmount = DAG.getConstant(EltWidth - SrcEltWidth, DL, VT);
831   return DAG.getNode(ISD::SRA, DL, VT,
832                      DAG.getNode(ISD::SHL, DL, VT, Op, ShiftAmount),
833                      ShiftAmount);
834 }
835
836 // Generically expand a vector zext in register to a shuffle of the relevant
837 // lanes into the appropriate locations, a blend of zero into the high bits,
838 // and a bitcast to the wider element type.
839 SDValue VectorLegalizer::ExpandZERO_EXTEND_VECTOR_INREG(SDValue Op) {
840   SDLoc DL(Op);
841   EVT VT = Op.getValueType();
842   int NumElements = VT.getVectorNumElements();
843   SDValue Src = Op.getOperand(0);
844   EVT SrcVT = Src.getValueType();
845   int NumSrcElements = SrcVT.getVectorNumElements();
846
847   // Build up a zero vector to blend into this one.
848   EVT SrcScalarVT = SrcVT.getScalarType();
849   SDValue ScalarZero = DAG.getTargetConstant(0, DL, SrcScalarVT);
850   SmallVector<SDValue, 4> BuildVectorOperands(NumSrcElements, ScalarZero);
851   SDValue Zero = DAG.getNode(ISD::BUILD_VECTOR, DL, SrcVT, BuildVectorOperands);
852
853   // Shuffle the incoming lanes into the correct position, and pull all other
854   // lanes from the zero vector.
855   SmallVector<int, 16> ShuffleMask;
856   ShuffleMask.reserve(NumSrcElements);
857   for (int i = 0; i < NumSrcElements; ++i)
858     ShuffleMask.push_back(i);
859
860   int ExtLaneScale = NumSrcElements / NumElements;
861   int EndianOffset = TLI.isBigEndian() ? ExtLaneScale - 1 : 0;
862   for (int i = 0; i < NumElements; ++i)
863     ShuffleMask[i * ExtLaneScale + EndianOffset] = NumSrcElements + i;
864
865   return DAG.getNode(ISD::BITCAST, DL, VT,
866                      DAG.getVectorShuffle(SrcVT, DL, Zero, Src, ShuffleMask));
867 }
868
869 SDValue VectorLegalizer::ExpandBSWAP(SDValue Op) {
870   EVT VT = Op.getValueType();
871
872   // Generate a byte wise shuffle mask for the BSWAP.
873   SmallVector<int, 16> ShuffleMask;
874   int ScalarSizeInBytes = VT.getScalarSizeInBits() / 8;
875   for (int I = 0, E = VT.getVectorNumElements(); I != E; ++I)
876     for (int J = ScalarSizeInBytes - 1; J >= 0; --J)
877       ShuffleMask.push_back((I * ScalarSizeInBytes) + J);
878
879   EVT ByteVT = EVT::getVectorVT(*DAG.getContext(), MVT::i8, ShuffleMask.size());
880
881   // Only emit a shuffle if the mask is legal.
882   if (!TLI.isShuffleMaskLegal(ShuffleMask, ByteVT))
883     return DAG.UnrollVectorOp(Op.getNode());
884
885   SDLoc DL(Op);
886   Op = DAG.getNode(ISD::BITCAST, DL, ByteVT, Op.getOperand(0));
887   Op = DAG.getVectorShuffle(ByteVT, DL, Op, DAG.getUNDEF(ByteVT),
888                             ShuffleMask.data());
889   return DAG.getNode(ISD::BITCAST, DL, VT, Op);
890 }
891
892 SDValue VectorLegalizer::ExpandVSELECT(SDValue Op) {
893   // Implement VSELECT in terms of XOR, AND, OR
894   // on platforms which do not support blend natively.
895   SDLoc DL(Op);
896
897   SDValue Mask = Op.getOperand(0);
898   SDValue Op1 = Op.getOperand(1);
899   SDValue Op2 = Op.getOperand(2);
900
901   EVT VT = Mask.getValueType();
902
903   // If we can't even use the basic vector operations of
904   // AND,OR,XOR, we will have to scalarize the op.
905   // Notice that the operation may be 'promoted' which means that it is
906   // 'bitcasted' to another type which is handled.
907   // This operation also isn't safe with AND, OR, XOR when the boolean
908   // type is 0/1 as we need an all ones vector constant to mask with.
909   // FIXME: Sign extend 1 to all ones if thats legal on the target.
910   if (TLI.getOperationAction(ISD::AND, VT) == TargetLowering::Expand ||
911       TLI.getOperationAction(ISD::XOR, VT) == TargetLowering::Expand ||
912       TLI.getOperationAction(ISD::OR, VT) == TargetLowering::Expand ||
913       TLI.getBooleanContents(Op1.getValueType()) !=
914           TargetLowering::ZeroOrNegativeOneBooleanContent)
915     return DAG.UnrollVectorOp(Op.getNode());
916
917   // If the mask and the type are different sizes, unroll the vector op. This
918   // can occur when getSetCCResultType returns something that is different in
919   // size from the operand types. For example, v4i8 = select v4i32, v4i8, v4i8.
920   if (VT.getSizeInBits() != Op1.getValueType().getSizeInBits())
921     return DAG.UnrollVectorOp(Op.getNode());
922
923   // Bitcast the operands to be the same type as the mask.
924   // This is needed when we select between FP types because
925   // the mask is a vector of integers.
926   Op1 = DAG.getNode(ISD::BITCAST, DL, VT, Op1);
927   Op2 = DAG.getNode(ISD::BITCAST, DL, VT, Op2);
928
929   SDValue AllOnes = DAG.getConstant(
930     APInt::getAllOnesValue(VT.getScalarType().getSizeInBits()), DL, VT);
931   SDValue NotMask = DAG.getNode(ISD::XOR, DL, VT, Mask, AllOnes);
932
933   Op1 = DAG.getNode(ISD::AND, DL, VT, Op1, Mask);
934   Op2 = DAG.getNode(ISD::AND, DL, VT, Op2, NotMask);
935   SDValue Val = DAG.getNode(ISD::OR, DL, VT, Op1, Op2);
936   return DAG.getNode(ISD::BITCAST, DL, Op.getValueType(), Val);
937 }
938
939 SDValue VectorLegalizer::ExpandUINT_TO_FLOAT(SDValue Op) {
940   EVT VT = Op.getOperand(0).getValueType();
941   SDLoc DL(Op);
942
943   // Make sure that the SINT_TO_FP and SRL instructions are available.
944   if (TLI.getOperationAction(ISD::SINT_TO_FP, VT) == TargetLowering::Expand ||
945       TLI.getOperationAction(ISD::SRL,        VT) == TargetLowering::Expand)
946     return DAG.UnrollVectorOp(Op.getNode());
947
948  EVT SVT = VT.getScalarType();
949   assert((SVT.getSizeInBits() == 64 || SVT.getSizeInBits() == 32) &&
950       "Elements in vector-UINT_TO_FP must be 32 or 64 bits wide");
951
952   unsigned BW = SVT.getSizeInBits();
953   SDValue HalfWord = DAG.getConstant(BW/2, DL, VT);
954
955   // Constants to clear the upper part of the word.
956   // Notice that we can also use SHL+SHR, but using a constant is slightly
957   // faster on x86.
958   uint64_t HWMask = (SVT.getSizeInBits()==64)?0x00000000FFFFFFFF:0x0000FFFF;
959   SDValue HalfWordMask = DAG.getConstant(HWMask, DL, VT);
960
961   // Two to the power of half-word-size.
962   SDValue TWOHW = DAG.getConstantFP(1 << (BW/2), DL, Op.getValueType());
963
964   // Clear upper part of LO, lower HI
965   SDValue HI = DAG.getNode(ISD::SRL, DL, VT, Op.getOperand(0), HalfWord);
966   SDValue LO = DAG.getNode(ISD::AND, DL, VT, Op.getOperand(0), HalfWordMask);
967
968   // Convert hi and lo to floats
969   // Convert the hi part back to the upper values
970   SDValue fHI = DAG.getNode(ISD::SINT_TO_FP, DL, Op.getValueType(), HI);
971           fHI = DAG.getNode(ISD::FMUL, DL, Op.getValueType(), fHI, TWOHW);
972   SDValue fLO = DAG.getNode(ISD::SINT_TO_FP, DL, Op.getValueType(), LO);
973
974   // Add the two halves
975   return DAG.getNode(ISD::FADD, DL, Op.getValueType(), fHI, fLO);
976 }
977
978
979 SDValue VectorLegalizer::ExpandFNEG(SDValue Op) {
980   if (TLI.isOperationLegalOrCustom(ISD::FSUB, Op.getValueType())) {
981     SDLoc DL(Op);
982     SDValue Zero = DAG.getConstantFP(-0.0, DL, Op.getValueType());
983     return DAG.getNode(ISD::FSUB, DL, Op.getValueType(),
984                        Zero, Op.getOperand(0));
985   }
986   return DAG.UnrollVectorOp(Op.getNode());
987 }
988
989 SDValue VectorLegalizer::UnrollVSETCC(SDValue Op) {
990   EVT VT = Op.getValueType();
991   unsigned NumElems = VT.getVectorNumElements();
992   EVT EltVT = VT.getVectorElementType();
993   SDValue LHS = Op.getOperand(0), RHS = Op.getOperand(1), CC = Op.getOperand(2);
994   EVT TmpEltVT = LHS.getValueType().getVectorElementType();
995   SDLoc dl(Op);
996   SmallVector<SDValue, 8> Ops(NumElems);
997   for (unsigned i = 0; i < NumElems; ++i) {
998     SDValue LHSElem = DAG.getNode(ISD::EXTRACT_VECTOR_ELT, dl, TmpEltVT, LHS,
999                                   DAG.getConstant(i, dl, TLI.getVectorIdxTy()));
1000     SDValue RHSElem = DAG.getNode(ISD::EXTRACT_VECTOR_ELT, dl, TmpEltVT, RHS,
1001                                   DAG.getConstant(i, dl, TLI.getVectorIdxTy()));
1002     Ops[i] = DAG.getNode(ISD::SETCC, dl,
1003                          TLI.getSetCCResultType(*DAG.getContext(), TmpEltVT),
1004                          LHSElem, RHSElem, CC);
1005     Ops[i] = DAG.getSelect(dl, EltVT, Ops[i],
1006                            DAG.getConstant(APInt::getAllOnesValue
1007                                            (EltVT.getSizeInBits()), dl, EltVT),
1008                            DAG.getConstant(0, dl, EltVT));
1009   }
1010   return DAG.getNode(ISD::BUILD_VECTOR, dl, VT, Ops);
1011 }
1012
1013 }
1014
1015 bool SelectionDAG::LegalizeVectors() {
1016   return VectorLegalizer(*this).Run();
1017 }