lib/Target/PowerPC/PPCTargetTransformInfo.cpp

   1 //===-- PPCTargetTransformInfo.cpp - PPC specific TTI pass ----------------===//
   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 /// \file
  10 /// This file implements a TargetTransformInfo analysis pass specific to the
  11 /// PPC target machine. It uses the target's detailed information to provide
  12 /// more precise answers to certain TTI queries, while letting the target
  13 /// independent and default TTI implementations handle the rest.
  14 ///
  15 //===----------------------------------------------------------------------===//
  16
  17 #define DEBUG_TYPE "ppctti"
  18 #include "PPC.h"
  19 #include "PPCTargetMachine.h"
  20 #include "llvm/Analysis/TargetTransformInfo.h"
  21 #include "llvm/Support/Debug.h"
  22 #include "llvm/Target/TargetLowering.h"
  23 #include "llvm/Target/CostTable.h"
  24 using namespace llvm;
  25
  26 // Declare the pass initialization routine locally as target-specific passes
  27 // don't havve a target-wide initialization entry point, and so we rely on the
  28 // pass constructor initialization.
  29 namespace llvm {
  30 void initializePPCTTIPass(PassRegistry &);
  31 }
  32
  33 namespace {
  34
  35 class PPCTTI : public ImmutablePass, public TargetTransformInfo {
  36   const PPCTargetMachine *TM;
  37   const PPCSubtarget *ST;
  38   const PPCTargetLowering *TLI;
  39
  40   /// Estimate the overhead of scalarizing an instruction. Insert and Extract
  41   /// are set if the result needs to be inserted and/or extracted from vectors.
  42   unsigned getScalarizationOverhead(Type *Ty, bool Insert, bool Extract) const;
  43
  44 public:
  45   PPCTTI() : ImmutablePass(ID), TM(0), ST(0), TLI(0) {
  46     llvm_unreachable("This pass cannot be directly constructed");
  47   }
  48
  49   PPCTTI(const PPCTargetMachine *TM)
  50       : ImmutablePass(ID), TM(TM), ST(TM->getSubtargetImpl()),
  51         TLI(TM->getTargetLowering()) {
  52     initializePPCTTIPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
  53   }
  54
  55   virtual void initializePass() {
  56     pushTTIStack(this);
  57   }
  58
  59   virtual void finalizePass() {
  60     popTTIStack();
  61   }
  62
  63   virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
  64     TargetTransformInfo::getAnalysisUsage(AU);
  65   }
  66
  67   /// Pass identification.
  68   static char ID;
  69
  70   /// Provide necessary pointer adjustments for the two base classes.
  71   virtual void *getAdjustedAnalysisPointer(const void *ID) {
  72     if (ID == &TargetTransformInfo::ID)
  73       return (TargetTransformInfo*)this;
  74     return this;
  75   }
  76
  77   /// \name Scalar TTI Implementations
  78   /// @{
  79   virtual PopcntSupportKind getPopcntSupport(unsigned TyWidth) const;
  80
  81   /// @}
  82
  83   /// \name Vector TTI Implementations
  84   /// @{
  85
  86   virtual unsigned getNumberOfRegisters(bool Vector) const;
  87   virtual unsigned getRegisterBitWidth(bool Vector) const;
  88   virtual unsigned getMaximumUnrollFactor() const;
  89   virtual unsigned getArithmeticInstrCost(unsigned Opcode, Type *Ty) const;
  90   virtual unsigned getShuffleCost(ShuffleKind Kind, Type *Tp,
  91                                   int Index, Type *SubTp) const;
  92   virtual unsigned getCastInstrCost(unsigned Opcode, Type *Dst,
  93                                     Type *Src) const;
  94   virtual unsigned getCmpSelInstrCost(unsigned Opcode, Type *ValTy,
  95                                       Type *CondTy) const;
  96   virtual unsigned getVectorInstrCost(unsigned Opcode, Type *Val,
  97                                       unsigned Index) const;
  98   virtual unsigned getMemoryOpCost(unsigned Opcode, Type *Src,
  99                                    unsigned Alignment,
 100                                    unsigned AddressSpace) const;
 101
 102   /// @}
 103 };
 104
 105 } // end anonymous namespace
 106
 107 INITIALIZE_AG_PASS(PPCTTI, TargetTransformInfo, "ppctti",
 108                    "PPC Target Transform Info", true, true, false)
 109 char PPCTTI::ID = 0;
 110
 111 ImmutablePass *
 112 llvm::createPPCTargetTransformInfoPass(const PPCTargetMachine *TM) {
 113   return new PPCTTI(TM);
 114 }
 115
 116
 117 //===----------------------------------------------------------------------===//
 118 //
 119 // PPC cost model.
 120 //
 121 //===----------------------------------------------------------------------===//
 122
 123 PPCTTI::PopcntSupportKind PPCTTI::getPopcntSupport(unsigned TyWidth) const {
 124   assert(isPowerOf2_32(TyWidth) && "Ty width must be power of 2");
 125   if (ST->hasPOPCNTD() && TyWidth <= 64)
 126     return PSK_FastHardware;
 127   return PSK_Software;
 128 }
 129
 130 unsigned PPCTTI::getNumberOfRegisters(bool Vector) const {
 131   if (Vector && !ST->hasAltivec())
 132     return 0;
 133   return 32;
 134 }
 135
 136 unsigned PPCTTI::getRegisterBitWidth(bool Vector) const {
 137   if (Vector) {
 138     if (ST->hasAltivec()) return 128;
 139     return 0;
 140   }
 141
 142   if (ST->isPPC64())
 143     return 64;
 144   return 32;
 145
 146 }
 147
 148 unsigned PPCTTI::getMaximumUnrollFactor() const {
 149   unsigned Directive = ST->getDarwinDirective();
 150   // The 440 has no SIMD support, but floating-point instructions
 151   // have a 5-cycle latency, so unroll by 5x for latency hiding.
 152   if (Directive == PPC::DIR_440)
 153     return 5;
 154
 155   // The A2 has no SIMD support, but floating-point instructions
 156   // have a 6-cycle latency, so unroll by 6x for latency hiding.
 157   if (Directive == PPC::DIR_A2)
 158     return 6;
 159
 160   // FIXME: For lack of any better information, do no harm...
 161   if (Directive == PPC::DIR_E500mc || Directive == PPC::DIR_E5500)
 162     return 1;
 163
 164   // For most things, modern systems have two execution units (and
 165   // out-of-order execution).
 166   return 2;
 167 }
 168
 169 unsigned PPCTTI::getArithmeticInstrCost(unsigned Opcode, Type *Ty) const {
 170   assert(TLI->InstructionOpcodeToISD(Opcode) && "Invalid opcode");
 171
 172   // Fallback to the default implementation.
 173   return TargetTransformInfo::getArithmeticInstrCost(Opcode, Ty);
 174 }
 175
 176 unsigned PPCTTI::getShuffleCost(ShuffleKind Kind, Type *Tp, int Index,
 177                                 Type *SubTp) const {
 178   return TargetTransformInfo::getShuffleCost(Kind, Tp, Index, SubTp);
 179 }
 180
 181 unsigned PPCTTI::getCastInstrCost(unsigned Opcode, Type *Dst, Type *Src) const {
 182   assert(TLI->InstructionOpcodeToISD(Opcode) && "Invalid opcode");
 183
 184   return TargetTransformInfo::getCastInstrCost(Opcode, Dst, Src);
 185 }
 186
 187 unsigned PPCTTI::getCmpSelInstrCost(unsigned Opcode, Type *ValTy,
 188                                     Type *CondTy) const {
 189   return TargetTransformInfo::getCmpSelInstrCost(Opcode, ValTy, CondTy);
 190 }
 191
 192 unsigned PPCTTI::getVectorInstrCost(unsigned Opcode, Type *Val,
 193                                     unsigned Index) const {
 194   assert(Val->isVectorTy() && "This must be a vector type");
 195
 196   int ISD = TLI->InstructionOpcodeToISD(Opcode);
 197   assert(ISD && "Invalid opcode");
 198
 199   // Estimated cost of a load-hit-store delay.  This was obtained
 200   // experimentally as a minimum needed to prevent unprofitable
 201   // vectorization for the paq8p benchmark.  It may need to be
 202   // raised further if other unprofitable cases remain.
 203   unsigned LHSPenalty = 12;
 204
 205   // Vector element insert/extract with Altivec is very expensive,
 206   // because they require store and reload with the attendant
 207   // processor stall for load-hit-store.  Until VSX is available,
 208   // these need to be estimated as very costly.
 209   if (ISD == ISD::EXTRACT_VECTOR_ELT ||
 210       ISD == ISD::INSERT_VECTOR_ELT)
 211     return LHSPenalty +
 212       TargetTransformInfo::getVectorInstrCost(Opcode, Val, Index);
 213
 214   return TargetTransformInfo::getVectorInstrCost(Opcode, Val, Index);
 215 }
 216
 217 unsigned PPCTTI::getMemoryOpCost(unsigned Opcode, Type *Src, unsigned Alignment,
 218                                  unsigned AddressSpace) const {
 219   // Legalize the type.
 220   std::pair<unsigned, MVT> LT = TLI->getTypeLegalizationCost(Src);
 221   assert((Opcode == Instruction::Load || Opcode == Instruction::Store) &&
 222          "Invalid Opcode");
 223
 224   // Each load/store unit costs 1.
 225   unsigned Cost = LT.first * 1;
 226
 227   // PPC in general does not support unaligned loads and stores. They'll need
 228   // to be decomposed based on the alignment factor.
 229   unsigned SrcBytes = LT.second.getStoreSize();
 230   if (SrcBytes && Alignment && Alignment < SrcBytes)
 231     Cost *= (SrcBytes/Alignment);
 232
 233   return Cost;
 234 }
 235