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