205b8126bafdb166981bbd4220de2229c3c5a7d9
[oota-llvm.git] / lib / Target / X86 / X86ISelLowering.h
1 //===-- X86ISelLowering.h - X86 DAG Lowering Interface ----------*- C++ -*-===//
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 defines the interfaces that X86 uses to lower LLVM code into a
11 // selection DAG.
12 //
13 //===----------------------------------------------------------------------===//
14
15 #ifndef LLVM_LIB_TARGET_X86_X86ISELLOWERING_H
16 #define LLVM_LIB_TARGET_X86_X86ISELLOWERING_H
17
18 #include "llvm/CodeGen/CallingConvLower.h"
19 #include "llvm/CodeGen/SelectionDAG.h"
20 #include "llvm/Target/TargetLowering.h"
21 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
22
23 namespace llvm {
24   class X86Subtarget;
25   class X86TargetMachine;
26
27   namespace X86ISD {
28     // X86 Specific DAG Nodes
29     enum NodeType : unsigned {
30       // Start the numbering where the builtin ops leave off.
31       FIRST_NUMBER = ISD::BUILTIN_OP_END,
32
33       /// Bit scan forward.
34       BSF,
35       /// Bit scan reverse.
36       BSR,
37
38       /// Double shift instructions. These correspond to
39       /// X86::SHLDxx and X86::SHRDxx instructions.
40       SHLD,
41       SHRD,
42
43       /// Bitwise logical AND of floating point values. This corresponds
44       /// to X86::ANDPS or X86::ANDPD.
45       FAND,
46
47       /// Bitwise logical OR of floating point values. This corresponds
48       /// to X86::ORPS or X86::ORPD.
49       FOR,
50
51       /// Bitwise logical XOR of floating point values. This corresponds
52       /// to X86::XORPS or X86::XORPD.
53       FXOR,
54
55       ///  Bitwise logical ANDNOT of floating point values. This
56       /// corresponds to X86::ANDNPS or X86::ANDNPD.
57       FANDN,
58
59       /// These operations represent an abstract X86 call
60       /// instruction, which includes a bunch of information.  In particular the
61       /// operands of these node are:
62       ///
63       ///     #0 - The incoming token chain
64       ///     #1 - The callee
65       ///     #2 - The number of arg bytes the caller pushes on the stack.
66       ///     #3 - The number of arg bytes the callee pops off the stack.
67       ///     #4 - The value to pass in AL/AX/EAX (optional)
68       ///     #5 - The value to pass in DL/DX/EDX (optional)
69       ///
70       /// The result values of these nodes are:
71       ///
72       ///     #0 - The outgoing token chain
73       ///     #1 - The first register result value (optional)
74       ///     #2 - The second register result value (optional)
75       ///
76       CALL,
77
78       /// This operation implements the lowering for readcyclecounter
79       RDTSC_DAG,
80
81       /// X86 Read Time-Stamp Counter and Processor ID.
82       RDTSCP_DAG,
83
84       /// X86 Read Performance Monitoring Counters.
85       RDPMC_DAG,
86
87       /// X86 compare and logical compare instructions.
88       CMP, COMI, UCOMI,
89
90       /// X86 bit-test instructions.
91       BT,
92
93       /// X86 SetCC. Operand 0 is condition code, and operand 1 is the EFLAGS
94       /// operand, usually produced by a CMP instruction.
95       SETCC,
96
97       /// X86 Select
98       SELECT,
99
100       // Same as SETCC except it's materialized with a sbb and the value is all
101       // one's or all zero's.
102       SETCC_CARRY,  // R = carry_bit ? ~0 : 0
103
104       /// X86 FP SETCC, implemented with CMP{cc}SS/CMP{cc}SD.
105       /// Operands are two FP values to compare; result is a mask of
106       /// 0s or 1s.  Generally DTRT for C/C++ with NaNs.
107       FSETCC,
108
109       /// X86 MOVMSK{pd|ps}, extracts sign bits of two or four FP values,
110       /// result in an integer GPR.  Needs masking for scalar result.
111       FGETSIGNx86,
112
113       /// X86 conditional moves. Operand 0 and operand 1 are the two values
114       /// to select from. Operand 2 is the condition code, and operand 3 is the
115       /// flag operand produced by a CMP or TEST instruction. It also writes a
116       /// flag result.
117       CMOV,
118
119       /// X86 conditional branches. Operand 0 is the chain operand, operand 1
120       /// is the block to branch if condition is true, operand 2 is the
121       /// condition code, and operand 3 is the flag operand produced by a CMP
122       /// or TEST instruction.
123       BRCOND,
124
125       /// Return with a flag operand. Operand 0 is the chain operand, operand
126       /// 1 is the number of bytes of stack to pop.
127       RET_FLAG,
128
129       /// Repeat fill, corresponds to X86::REP_STOSx.
130       REP_STOS,
131
132       /// Repeat move, corresponds to X86::REP_MOVSx.
133       REP_MOVS,
134
135       /// On Darwin, this node represents the result of the popl
136       /// at function entry, used for PIC code.
137       GlobalBaseReg,
138
139       /// A wrapper node for TargetConstantPool,
140       /// TargetExternalSymbol, and TargetGlobalAddress.
141       Wrapper,
142
143       /// Special wrapper used under X86-64 PIC mode for RIP
144       /// relative displacements.
145       WrapperRIP,
146
147       /// Copies a 64-bit value from the low word of an XMM vector
148       /// to an MMX vector.  If you think this is too close to the previous
149       /// mnemonic, so do I; blame Intel.
150       MOVDQ2Q,
151
152       /// Copies a 32-bit value from the low word of a MMX
153       /// vector to a GPR.
154       MMX_MOVD2W,
155
156       /// Copies a GPR into the low 32-bit word of a MMX vector
157       /// and zero out the high word.
158       MMX_MOVW2D,
159
160       /// Extract an 8-bit value from a vector and zero extend it to
161       /// i32, corresponds to X86::PEXTRB.
162       PEXTRB,
163
164       /// Extract a 16-bit value from a vector and zero extend it to
165       /// i32, corresponds to X86::PEXTRW.
166       PEXTRW,
167
168       /// Insert any element of a 4 x float vector into any element
169       /// of a destination 4 x floatvector.
170       INSERTPS,
171
172       /// Insert the lower 8-bits of a 32-bit value to a vector,
173       /// corresponds to X86::PINSRB.
174       PINSRB,
175
176       /// Insert the lower 16-bits of a 32-bit value to a vector,
177       /// corresponds to X86::PINSRW.
178       PINSRW, MMX_PINSRW,
179
180       /// Shuffle 16 8-bit values within a vector.
181       PSHUFB,
182
183       /// Compute Sum of Absolute Differences.
184       PSADBW,
185       /// Compute Double Block Packed Sum-Absolute-Differences
186       DBPSADBW,
187
188       /// Bitwise Logical AND NOT of Packed FP values.
189       ANDNP,
190
191       /// Copy integer sign.
192       PSIGN,
193
194       /// Blend where the selector is an immediate.
195       BLENDI,
196
197       /// Blend where the condition has been shrunk.
198       /// This is used to emphasize that the condition mask is
199       /// no more valid for generic VSELECT optimizations.
200       SHRUNKBLEND,
201
202       /// Combined add and sub on an FP vector.
203       ADDSUB,
204
205       //  FP vector ops with rounding mode.
206       FADD_RND,
207       FSUB_RND,
208       FMUL_RND,
209       FDIV_RND,
210       FMAX_RND,
211       FMIN_RND,
212       FSQRT_RND,
213
214       // FP vector get exponent 
215       FGETEXP_RND,
216       // Extract Normalized Mantissas
217       VGETMANT,
218       // FP Scale
219       SCALEF,
220       // Integer add/sub with unsigned saturation.
221       ADDUS,
222       SUBUS,
223       // Integer add/sub with signed saturation.
224       ADDS,
225       SUBS,
226       // Unsigned Integer average 
227       AVG,
228       /// Integer horizontal add.
229       HADD,
230
231       /// Integer horizontal sub.
232       HSUB,
233
234       /// Floating point horizontal add.
235       FHADD,
236
237       /// Floating point horizontal sub.
238       FHSUB,
239
240       // Integer absolute value
241       ABS,
242
243       // Detect Conflicts Within a Vector
244       CONFLICT,
245
246       /// Floating point max and min.
247       FMAX, FMIN,
248
249       /// Commutative FMIN and FMAX.
250       FMAXC, FMINC,
251
252       /// Floating point reciprocal-sqrt and reciprocal approximation.
253       /// Note that these typically require refinement
254       /// in order to obtain suitable precision.
255       FRSQRT, FRCP,
256
257       // Thread Local Storage.
258       TLSADDR,
259
260       // Thread Local Storage. A call to get the start address
261       // of the TLS block for the current module.
262       TLSBASEADDR,
263
264       // Thread Local Storage.  When calling to an OS provided
265       // thunk at the address from an earlier relocation.
266       TLSCALL,
267
268       // Exception Handling helpers.
269       EH_RETURN,
270
271       // SjLj exception handling setjmp.
272       EH_SJLJ_SETJMP,
273
274       // SjLj exception handling longjmp.
275       EH_SJLJ_LONGJMP,
276
277       /// Tail call return. See X86TargetLowering::LowerCall for
278       /// the list of operands.
279       TC_RETURN,
280
281       // Vector move to low scalar and zero higher vector elements.
282       VZEXT_MOVL,
283
284       // Vector integer zero-extend.
285       VZEXT,
286
287       // Vector integer signed-extend.
288       VSEXT,
289
290       // Vector integer truncate.
291       VTRUNC,
292       // Vector integer truncate with unsigned/signed saturation.
293       VTRUNCUS, VTRUNCS,
294
295       // Vector FP extend.
296       VFPEXT,
297
298       // Vector FP round.
299       VFPROUND,
300
301       // Vector signed/unsigned integer to double.
302       CVTDQ2PD, CVTUDQ2PD,
303
304       // 128-bit vector logical left / right shift
305       VSHLDQ, VSRLDQ,
306
307       // Vector shift elements
308       VSHL, VSRL, VSRA,
309
310       // Vector shift elements by immediate
311       VSHLI, VSRLI, VSRAI,
312
313       // Vector packed double/float comparison.
314       CMPP,
315
316       // Vector integer comparisons.
317       PCMPEQ, PCMPGT,
318       // Vector integer comparisons, the result is in a mask vector.
319       PCMPEQM, PCMPGTM,
320
321       /// Vector comparison generating mask bits for fp and
322       /// integer signed and unsigned data types.
323       CMPM,
324       CMPMU,
325       // Vector comparison with rounding mode for FP values
326       CMPM_RND,
327
328       // Arithmetic operations with FLAGS results.
329       ADD, SUB, ADC, SBB, SMUL,
330       INC, DEC, OR, XOR, AND,
331
332       BEXTR,  // Bit field extract
333
334       UMUL, // LOW, HI, FLAGS = umul LHS, RHS
335
336       // 8-bit SMUL/UMUL - AX, FLAGS = smul8/umul8 AL, RHS
337       SMUL8, UMUL8,
338
339       // 8-bit divrem that zero-extend the high result (AH).
340       UDIVREM8_ZEXT_HREG,
341       SDIVREM8_SEXT_HREG,
342
343       // X86-specific multiply by immediate.
344       MUL_IMM,
345
346       // Vector bitwise comparisons.
347       PTEST,
348
349       // Vector packed fp sign bitwise comparisons.
350       TESTP,
351
352       // Vector "test" in AVX-512, the result is in a mask vector.
353       TESTM,
354       TESTNM,
355
356       // OR/AND test for masks
357       KORTEST,
358       KTEST,
359
360       // Several flavors of instructions with vector shuffle behaviors.
361       PACKSS,
362       PACKUS,
363       // Intra-lane alignr
364       PALIGNR,
365       // AVX512 inter-lane alignr
366       VALIGN,
367       PSHUFD,
368       PSHUFHW,
369       PSHUFLW,
370       SHUFP,
371       //Shuffle Packed Values at 128-bit granularity
372       SHUF128,
373       MOVDDUP,
374       MOVSHDUP,
375       MOVSLDUP,
376       MOVLHPS,
377       MOVLHPD,
378       MOVHLPS,
379       MOVLPS,
380       MOVLPD,
381       MOVSD,
382       MOVSS,
383       UNPCKL,
384       UNPCKH,
385       VPERMILPV,
386       VPERMILPI,
387       VPERMV,
388       VPERMV3,
389       VPERMIV3,
390       VPERMI,
391       VPERM2X128,
392       // Bitwise ternary logic
393       VPTERNLOG,
394       // Fix Up Special Packed Float32/64 values
395       VFIXUPIMM,
396       // Range Restriction Calculation For Packed Pairs of Float32/64 values
397       VRANGE,
398       // Reduce - Perform Reduction Transformation on scalar\packed FP
399       VREDUCE,
400       // RndScale - Round FP Values To Include A Given Number Of Fraction Bits
401       VRNDSCALE,
402       // VFPCLASS - Tests Types Of a FP Values for packed types.
403       VFPCLASS, 
404       // VFPCLASSS - Tests Types Of a FP Values for scalar types.
405       VFPCLASSS, 
406       // Broadcast scalar to vector
407       VBROADCAST,
408       // Broadcast mask to vector
409       VBROADCASTM,
410       // Broadcast subvector to vector
411       SUBV_BROADCAST,
412       // Insert/Extract vector element
413       VINSERT,
414       VEXTRACT,
415
416       /// SSE4A Extraction and Insertion.
417       EXTRQI, INSERTQI,
418
419       // XOP variable/immediate rotations
420       VPROT, VPROTI,
421       // XOP arithmetic/logical shifts
422       VPSHA, VPSHL,
423       // XOP signed/unsigned integer comparisons
424       VPCOM, VPCOMU,
425
426       // Vector multiply packed unsigned doubleword integers
427       PMULUDQ,
428       // Vector multiply packed signed doubleword integers
429       PMULDQ,
430       // Vector Multiply Packed UnsignedIntegers with Round and Scale
431       MULHRS,
432       // Multiply and Add Packed Integers
433       VPMADDUBSW, VPMADDWD,
434       // FMA nodes
435       FMADD,
436       FNMADD,
437       FMSUB,
438       FNMSUB,
439       FMADDSUB,
440       FMSUBADD,
441       // FMA with rounding mode
442       FMADD_RND,
443       FNMADD_RND,
444       FMSUB_RND,
445       FNMSUB_RND,
446       FMADDSUB_RND,
447       FMSUBADD_RND,
448
449       // Compress and expand
450       COMPRESS,
451       EXPAND,
452
453       //Convert Unsigned/Integer to Scalar Floating-Point Value
454       //with rounding mode
455       SINT_TO_FP_RND,
456       UINT_TO_FP_RND,
457
458       // Vector float/double to signed/unsigned integer.
459       FP_TO_SINT_RND, FP_TO_UINT_RND,
460       // Save xmm argument registers to the stack, according to %al. An operator
461       // is needed so that this can be expanded with control flow.
462       VASTART_SAVE_XMM_REGS,
463
464       // Windows's _chkstk call to do stack probing.
465       WIN_ALLOCA,
466
467       // For allocating variable amounts of stack space when using
468       // segmented stacks. Check if the current stacklet has enough space, and
469       // falls back to heap allocation if not.
470       SEG_ALLOCA,
471
472       // Memory barrier
473       MEMBARRIER,
474       MFENCE,
475       SFENCE,
476       LFENCE,
477
478       // Store FP status word into i16 register.
479       FNSTSW16r,
480
481       // Store contents of %ah into %eflags.
482       SAHF,
483
484       // Get a random integer and indicate whether it is valid in CF.
485       RDRAND,
486
487       // Get a NIST SP800-90B & C compliant random integer and
488       // indicate whether it is valid in CF.
489       RDSEED,
490
491       PCMPISTRI,
492       PCMPESTRI,
493
494       // Test if in transactional execution.
495       XTEST,
496
497       // ERI instructions
498       RSQRT28, RCP28, EXP2,
499
500       // Compare and swap.
501       LCMPXCHG_DAG = ISD::FIRST_TARGET_MEMORY_OPCODE,
502       LCMPXCHG8_DAG,
503       LCMPXCHG16_DAG,
504
505       // Load, scalar_to_vector, and zero extend.
506       VZEXT_LOAD,
507
508       // Store FP control world into i16 memory.
509       FNSTCW16m,
510
511       /// This instruction implements FP_TO_SINT with the
512       /// integer destination in memory and a FP reg source.  This corresponds
513       /// to the X86::FIST*m instructions and the rounding mode change stuff. It
514       /// has two inputs (token chain and address) and two outputs (int value
515       /// and token chain).
516       FP_TO_INT16_IN_MEM,
517       FP_TO_INT32_IN_MEM,
518       FP_TO_INT64_IN_MEM,
519
520       /// This instruction implements SINT_TO_FP with the
521       /// integer source in memory and FP reg result.  This corresponds to the
522       /// X86::FILD*m instructions. It has three inputs (token chain, address,
523       /// and source type) and two outputs (FP value and token chain). FILD_FLAG
524       /// also produces a flag).
525       FILD,
526       FILD_FLAG,
527
528       /// This instruction implements an extending load to FP stack slots.
529       /// This corresponds to the X86::FLD32m / X86::FLD64m. It takes a chain
530       /// operand, ptr to load from, and a ValueType node indicating the type
531       /// to load to.
532       FLD,
533
534       /// This instruction implements a truncating store to FP stack
535       /// slots. This corresponds to the X86::FST32m / X86::FST64m. It takes a
536       /// chain operand, value to store, address, and a ValueType to store it
537       /// as.
538       FST,
539
540       /// This instruction grabs the address of the next argument
541       /// from a va_list. (reads and modifies the va_list in memory)
542       VAARG_64
543
544       // WARNING: Do not add anything in the end unless you want the node to
545       // have memop! In fact, starting from ATOMADD64_DAG all opcodes will be
546       // thought as target memory ops!
547     };
548   }
549
550   /// Define some predicates that are used for node matching.
551   namespace X86 {
552     /// Return true if the specified
553     /// EXTRACT_SUBVECTOR operand specifies a vector extract that is
554     /// suitable for input to VEXTRACTF128, VEXTRACTI128 instructions.
555     bool isVEXTRACT128Index(SDNode *N);
556
557     /// Return true if the specified
558     /// INSERT_SUBVECTOR operand specifies a subvector insert that is
559     /// suitable for input to VINSERTF128, VINSERTI128 instructions.
560     bool isVINSERT128Index(SDNode *N);
561
562     /// Return true if the specified
563     /// EXTRACT_SUBVECTOR operand specifies a vector extract that is
564     /// suitable for input to VEXTRACTF64X4, VEXTRACTI64X4 instructions.
565     bool isVEXTRACT256Index(SDNode *N);
566
567     /// Return true if the specified
568     /// INSERT_SUBVECTOR operand specifies a subvector insert that is
569     /// suitable for input to VINSERTF64X4, VINSERTI64X4 instructions.
570     bool isVINSERT256Index(SDNode *N);
571
572     /// Return the appropriate
573     /// immediate to extract the specified EXTRACT_SUBVECTOR index
574     /// with VEXTRACTF128, VEXTRACTI128 instructions.
575     unsigned getExtractVEXTRACT128Immediate(SDNode *N);
576
577     /// Return the appropriate
578     /// immediate to insert at the specified INSERT_SUBVECTOR index
579     /// with VINSERTF128, VINSERT128 instructions.
580     unsigned getInsertVINSERT128Immediate(SDNode *N);
581
582     /// Return the appropriate
583     /// immediate to extract the specified EXTRACT_SUBVECTOR index
584     /// with VEXTRACTF64X4, VEXTRACTI64x4 instructions.
585     unsigned getExtractVEXTRACT256Immediate(SDNode *N);
586
587     /// Return the appropriate
588     /// immediate to insert at the specified INSERT_SUBVECTOR index
589     /// with VINSERTF64x4, VINSERTI64x4 instructions.
590     unsigned getInsertVINSERT256Immediate(SDNode *N);
591
592     /// Returns true if Elt is a constant zero or floating point constant +0.0.
593     bool isZeroNode(SDValue Elt);
594
595     /// Returns true of the given offset can be
596     /// fit into displacement field of the instruction.
597     bool isOffsetSuitableForCodeModel(int64_t Offset, CodeModel::Model M,
598                                       bool hasSymbolicDisplacement = true);
599
600
601     /// Determines whether the callee is required to pop its
602     /// own arguments. Callee pop is necessary to support tail calls.
603     bool isCalleePop(CallingConv::ID CallingConv,
604                      bool is64Bit, bool IsVarArg, bool TailCallOpt);
605
606     /// AVX512 static rounding constants.  These need to match the values in
607     /// avx512fintrin.h.
608     enum STATIC_ROUNDING {
609       TO_NEAREST_INT = 0,
610       TO_NEG_INF = 1,
611       TO_POS_INF = 2,
612       TO_ZERO = 3,
613       CUR_DIRECTION = 4
614     };
615   }
616
617   //===--------------------------------------------------------------------===//
618   //  X86 Implementation of the TargetLowering interface
619   class X86TargetLowering final : public TargetLowering {
620   public:
621     explicit X86TargetLowering(const X86TargetMachine &TM,
622                                const X86Subtarget &STI);
623
624     unsigned getJumpTableEncoding() const override;
625     bool useSoftFloat() const override;
626
627     MVT getScalarShiftAmountTy(const DataLayout &, EVT) const override {
628       return MVT::i8;
629     }
630
631     const MCExpr *
632     LowerCustomJumpTableEntry(const MachineJumpTableInfo *MJTI,
633                               const MachineBasicBlock *MBB, unsigned uid,
634                               MCContext &Ctx) const override;
635
636     /// Returns relocation base for the given PIC jumptable.
637     SDValue getPICJumpTableRelocBase(SDValue Table,
638                                      SelectionDAG &DAG) const override;
639     const MCExpr *
640     getPICJumpTableRelocBaseExpr(const MachineFunction *MF,
641                                  unsigned JTI, MCContext &Ctx) const override;
642
643     /// Return the desired alignment for ByVal aggregate
644     /// function arguments in the caller parameter area. For X86, aggregates
645     /// that contains are placed at 16-byte boundaries while the rest are at
646     /// 4-byte boundaries.
647     unsigned getByValTypeAlignment(Type *Ty,
648                                    const DataLayout &DL) const override;
649
650     /// Returns the target specific optimal type for load
651     /// and store operations as a result of memset, memcpy, and memmove
652     /// lowering. If DstAlign is zero that means it's safe to destination
653     /// alignment can satisfy any constraint. Similarly if SrcAlign is zero it
654     /// means there isn't a need to check it against alignment requirement,
655     /// probably because the source does not need to be loaded. If 'IsMemset' is
656     /// true, that means it's expanding a memset. If 'ZeroMemset' is true, that
657     /// means it's a memset of zero. 'MemcpyStrSrc' indicates whether the memcpy
658     /// source is constant so it does not need to be loaded.
659     /// It returns EVT::Other if the type should be determined using generic
660     /// target-independent logic.
661     EVT getOptimalMemOpType(uint64_t Size, unsigned DstAlign, unsigned SrcAlign,
662                             bool IsMemset, bool ZeroMemset, bool MemcpyStrSrc,
663                             MachineFunction &MF) const override;
664
665     /// Returns true if it's safe to use load / store of the
666     /// specified type to expand memcpy / memset inline. This is mostly true
667     /// for all types except for some special cases. For example, on X86
668     /// targets without SSE2 f64 load / store are done with fldl / fstpl which
669     /// also does type conversion. Note the specified type doesn't have to be
670     /// legal as the hook is used before type legalization.
671     bool isSafeMemOpType(MVT VT) const override;
672
673     /// Returns true if the target allows unaligned memory accesses of the
674     /// specified type. Returns whether it is "fast" in the last argument.
675     bool allowsMisalignedMemoryAccesses(EVT VT, unsigned AS, unsigned Align,
676                                        bool *Fast) const override;
677
678     /// Provide custom lowering hooks for some operations.
679     ///
680     SDValue LowerOperation(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const override;
681
682     /// Replace the results of node with an illegal result
683     /// type with new values built out of custom code.
684     ///
685     void ReplaceNodeResults(SDNode *N, SmallVectorImpl<SDValue>&Results,
686                             SelectionDAG &DAG) const override;
687
688
689     SDValue PerformDAGCombine(SDNode *N, DAGCombinerInfo &DCI) const override;
690
691     /// Return true if the target has native support for
692     /// the specified value type and it is 'desirable' to use the type for the
693     /// given node type. e.g. On x86 i16 is legal, but undesirable since i16
694     /// instruction encodings are longer and some i16 instructions are slow.
695     bool isTypeDesirableForOp(unsigned Opc, EVT VT) const override;
696
697     /// Return true if the target has native support for the
698     /// specified value type and it is 'desirable' to use the type. e.g. On x86
699     /// i16 is legal, but undesirable since i16 instruction encodings are longer
700     /// and some i16 instructions are slow.
701     bool IsDesirableToPromoteOp(SDValue Op, EVT &PVT) const override;
702
703     MachineBasicBlock *
704       EmitInstrWithCustomInserter(MachineInstr *MI,
705                                   MachineBasicBlock *MBB) const override;
706
707
708     /// This method returns the name of a target specific DAG node.
709     const char *getTargetNodeName(unsigned Opcode) const override;
710
711     bool isCheapToSpeculateCttz() const override;
712
713     bool isCheapToSpeculateCtlz() const override;
714
715     /// Return the value type to use for ISD::SETCC.
716     EVT getSetCCResultType(const DataLayout &DL, LLVMContext &Context,
717                            EVT VT) const override;
718
719     /// Determine which of the bits specified in Mask are known to be either
720     /// zero or one and return them in the KnownZero/KnownOne bitsets.
721     void computeKnownBitsForTargetNode(const SDValue Op,
722                                        APInt &KnownZero,
723                                        APInt &KnownOne,
724                                        const SelectionDAG &DAG,
725                                        unsigned Depth = 0) const override;
726
727     /// Determine the number of bits in the operation that are sign bits.
728     unsigned ComputeNumSignBitsForTargetNode(SDValue Op,
729                                              const SelectionDAG &DAG,
730                                              unsigned Depth) const override;
731
732     bool isGAPlusOffset(SDNode *N, const GlobalValue* &GA,
733                         int64_t &Offset) const override;
734
735     SDValue getReturnAddressFrameIndex(SelectionDAG &DAG) const;
736
737     bool ExpandInlineAsm(CallInst *CI) const override;
738
739     ConstraintType getConstraintType(StringRef Constraint) const override;
740
741     /// Examine constraint string and operand type and determine a weight value.
742     /// The operand object must already have been set up with the operand type.
743     ConstraintWeight
744       getSingleConstraintMatchWeight(AsmOperandInfo &info,
745                                      const char *constraint) const override;
746
747     const char *LowerXConstraint(EVT ConstraintVT) const override;
748
749     /// Lower the specified operand into the Ops vector. If it is invalid, don't
750     /// add anything to Ops. If hasMemory is true it means one of the asm
751     /// constraint of the inline asm instruction being processed is 'm'.
752     void LowerAsmOperandForConstraint(SDValue Op,
753                                       std::string &Constraint,
754                                       std::vector<SDValue> &Ops,
755                                       SelectionDAG &DAG) const override;
756
757     unsigned
758     getInlineAsmMemConstraint(StringRef ConstraintCode) const override {
759       if (ConstraintCode == "i")
760         return InlineAsm::Constraint_i;
761       else if (ConstraintCode == "o")
762         return InlineAsm::Constraint_o;
763       else if (ConstraintCode == "v")
764         return InlineAsm::Constraint_v;
765       else if (ConstraintCode == "X")
766         return InlineAsm::Constraint_X;
767       return TargetLowering::getInlineAsmMemConstraint(ConstraintCode);
768     }
769
770     /// Given a physical register constraint
771     /// (e.g. {edx}), return the register number and the register class for the
772     /// register.  This should only be used for C_Register constraints.  On
773     /// error, this returns a register number of 0.
774     std::pair<unsigned, const TargetRegisterClass *>
775     getRegForInlineAsmConstraint(const TargetRegisterInfo *TRI,
776                                  StringRef Constraint, MVT VT) const override;
777
778     /// Return true if the addressing mode represented
779     /// by AM is legal for this target, for a load/store of the specified type.
780     bool isLegalAddressingMode(const DataLayout &DL, const AddrMode &AM,
781                                Type *Ty, unsigned AS) const override;
782
783     /// Return true if the specified immediate is legal
784     /// icmp immediate, that is the target has icmp instructions which can
785     /// compare a register against the immediate without having to materialize
786     /// the immediate into a register.
787     bool isLegalICmpImmediate(int64_t Imm) const override;
788
789     /// Return true if the specified immediate is legal
790     /// add immediate, that is the target has add instructions which can
791     /// add a register and the immediate without having to materialize
792     /// the immediate into a register.
793     bool isLegalAddImmediate(int64_t Imm) const override;
794
795     /// \brief Return the cost of the scaling factor used in the addressing
796     /// mode represented by AM for this target, for a load/store
797     /// of the specified type.
798     /// If the AM is supported, the return value must be >= 0.
799     /// If the AM is not supported, it returns a negative value.
800     int getScalingFactorCost(const DataLayout &DL, const AddrMode &AM, Type *Ty,
801                              unsigned AS) const override;
802
803     bool isVectorShiftByScalarCheap(Type *Ty) const override;
804
805     /// Return true if it's free to truncate a value of
806     /// type Ty1 to type Ty2. e.g. On x86 it's free to truncate a i32 value in
807     /// register EAX to i16 by referencing its sub-register AX.
808     bool isTruncateFree(Type *Ty1, Type *Ty2) const override;
809     bool isTruncateFree(EVT VT1, EVT VT2) const override;
810
811     bool allowTruncateForTailCall(Type *Ty1, Type *Ty2) const override;
812
813     /// Return true if any actual instruction that defines a
814     /// value of type Ty1 implicit zero-extends the value to Ty2 in the result
815     /// register. This does not necessarily include registers defined in
816     /// unknown ways, such as incoming arguments, or copies from unknown
817     /// virtual registers. Also, if isTruncateFree(Ty2, Ty1) is true, this
818     /// does not necessarily apply to truncate instructions. e.g. on x86-64,
819     /// all instructions that define 32-bit values implicit zero-extend the
820     /// result out to 64 bits.
821     bool isZExtFree(Type *Ty1, Type *Ty2) const override;
822     bool isZExtFree(EVT VT1, EVT VT2) const override;
823     bool isZExtFree(SDValue Val, EVT VT2) const override;
824
825     /// Return true if folding a vector load into ExtVal (a sign, zero, or any
826     /// extend node) is profitable.
827     bool isVectorLoadExtDesirable(SDValue) const override;
828
829     /// Return true if an FMA operation is faster than a pair of fmul and fadd
830     /// instructions. fmuladd intrinsics will be expanded to FMAs when this
831     /// method returns true, otherwise fmuladd is expanded to fmul + fadd.
832     bool isFMAFasterThanFMulAndFAdd(EVT VT) const override;
833
834     /// Return true if it's profitable to narrow
835     /// operations of type VT1 to VT2. e.g. on x86, it's profitable to narrow
836     /// from i32 to i8 but not from i32 to i16.
837     bool isNarrowingProfitable(EVT VT1, EVT VT2) const override;
838
839     /// Returns true if the target can instruction select the
840     /// specified FP immediate natively. If false, the legalizer will
841     /// materialize the FP immediate as a load from a constant pool.
842     bool isFPImmLegal(const APFloat &Imm, EVT VT) const override;
843
844     /// Targets can use this to indicate that they only support *some*
845     /// VECTOR_SHUFFLE operations, those with specific masks. By default, if a
846     /// target supports the VECTOR_SHUFFLE node, all mask values are assumed to
847     /// be legal.
848     bool isShuffleMaskLegal(const SmallVectorImpl<int> &Mask,
849                             EVT VT) const override;
850
851     /// Similar to isShuffleMaskLegal. This is used by Targets can use this to
852     /// indicate if there is a suitable VECTOR_SHUFFLE that can be used to
853     /// replace a VAND with a constant pool entry.
854     bool isVectorClearMaskLegal(const SmallVectorImpl<int> &Mask,
855                                 EVT VT) const override;
856
857     /// If true, then instruction selection should
858     /// seek to shrink the FP constant of the specified type to a smaller type
859     /// in order to save space and / or reduce runtime.
860     bool ShouldShrinkFPConstant(EVT VT) const override {
861       // Don't shrink FP constpool if SSE2 is available since cvtss2sd is more
862       // expensive than a straight movsd. On the other hand, it's important to
863       // shrink long double fp constant since fldt is very slow.
864       return !X86ScalarSSEf64 || VT == MVT::f80;
865     }
866
867     /// Return true if we believe it is correct and profitable to reduce the
868     /// load node to a smaller type.
869     bool shouldReduceLoadWidth(SDNode *Load, ISD::LoadExtType ExtTy,
870                                EVT NewVT) const override;
871
872     /// Return true if the specified scalar FP type is computed in an SSE
873     /// register, not on the X87 floating point stack.
874     bool isScalarFPTypeInSSEReg(EVT VT) const {
875       return (VT == MVT::f64 && X86ScalarSSEf64) || // f64 is when SSE2
876              (VT == MVT::f32 && X86ScalarSSEf32);   // f32 is when SSE1
877     }
878
879     /// \brief Returns true if it is beneficial to convert a load of a constant
880     /// to just the constant itself.
881     bool shouldConvertConstantLoadToIntImm(const APInt &Imm,
882                                            Type *Ty) const override;
883
884     /// Return true if EXTRACT_SUBVECTOR is cheap for this result type
885     /// with this index.
886     bool isExtractSubvectorCheap(EVT ResVT, unsigned Index) const override;
887
888     /// Intel processors have a unified instruction and data cache
889     const char * getClearCacheBuiltinName() const override {
890       return nullptr; // nothing to do, move along.
891     }
892
893     unsigned getRegisterByName(const char* RegName, EVT VT,
894                                SelectionDAG &DAG) const override;
895
896     /// If a physical register, this returns the register that receives the
897     /// exception address on entry to an EH pad.
898     unsigned
899     getExceptionPointerRegister(const Constant *PersonalityFn) const override;
900
901     /// If a physical register, this returns the register that receives the
902     /// exception typeid on entry to a landing pad.
903     unsigned
904     getExceptionSelectorRegister(const Constant *PersonalityFn) const override;
905
906     /// This method returns a target specific FastISel object,
907     /// or null if the target does not support "fast" ISel.
908     FastISel *createFastISel(FunctionLoweringInfo &funcInfo,
909                              const TargetLibraryInfo *libInfo) const override;
910
911     /// Return true if the target stores stack protector cookies at a fixed
912     /// offset in some non-standard address space, and populates the address
913     /// space and offset as appropriate.
914     bool getStackCookieLocation(unsigned &AddressSpace,
915                                 unsigned &Offset) const override;
916
917     /// Return true if the target stores SafeStack pointer at a fixed offset in
918     /// some non-standard address space, and populates the address space and
919     /// offset as appropriate.
920     Value *getSafeStackPointerLocation(IRBuilder<> &IRB) const override;
921
922     SDValue BuildFILD(SDValue Op, EVT SrcVT, SDValue Chain, SDValue StackSlot,
923                       SelectionDAG &DAG) const;
924
925     bool isNoopAddrSpaceCast(unsigned SrcAS, unsigned DestAS) const override;
926
927     bool useLoadStackGuardNode() const override;
928     /// \brief Customize the preferred legalization strategy for certain types.
929     LegalizeTypeAction getPreferredVectorAction(EVT VT) const override;
930
931     bool isIntDivCheap(EVT VT, AttributeSet Attr) const override;
932
933     void markInRegArguments(SelectionDAG &DAG, TargetLowering::ArgListTy& Args)
934       const override;
935
936   protected:
937     std::pair<const TargetRegisterClass *, uint8_t>
938     findRepresentativeClass(const TargetRegisterInfo *TRI,
939                             MVT VT) const override;
940
941   private:
942     /// Keep a pointer to the X86Subtarget around so that we can
943     /// make the right decision when generating code for different targets.
944     const X86Subtarget *Subtarget;
945
946     /// Select between SSE or x87 floating point ops.
947     /// When SSE is available, use it for f32 operations.
948     /// When SSE2 is available, use it for f64 operations.
949     bool X86ScalarSSEf32;
950     bool X86ScalarSSEf64;
951
952     /// A list of legal FP immediates.
953     std::vector<APFloat> LegalFPImmediates;
954
955     /// Indicate that this x86 target can instruction
956     /// select the specified FP immediate natively.
957     void addLegalFPImmediate(const APFloat& Imm) {
958       LegalFPImmediates.push_back(Imm);
959     }
960
961     SDValue LowerCallResult(SDValue Chain, SDValue InFlag,
962                             CallingConv::ID CallConv, bool isVarArg,
963                             const SmallVectorImpl<ISD::InputArg> &Ins,
964                             SDLoc dl, SelectionDAG &DAG,
965                             SmallVectorImpl<SDValue> &InVals) const;
966     SDValue LowerMemArgument(SDValue Chain,
967                              CallingConv::ID CallConv,
968                              const SmallVectorImpl<ISD::InputArg> &ArgInfo,
969                              SDLoc dl, SelectionDAG &DAG,
970                              const CCValAssign &VA,  MachineFrameInfo *MFI,
971                               unsigned i) const;
972     SDValue LowerMemOpCallTo(SDValue Chain, SDValue StackPtr, SDValue Arg,
973                              SDLoc dl, SelectionDAG &DAG,
974                              const CCValAssign &VA,
975                              ISD::ArgFlagsTy Flags) const;
976
977     // Call lowering helpers.
978
979     /// Check whether the call is eligible for tail call optimization. Targets
980     /// that want to do tail call optimization should implement this function.
981     bool IsEligibleForTailCallOptimization(SDValue Callee,
982                                            CallingConv::ID CalleeCC,
983                                            bool isVarArg,
984                                            bool isCalleeStructRet,
985                                            bool isCallerStructRet,
986                                            Type *RetTy,
987                                     const SmallVectorImpl<ISD::OutputArg> &Outs,
988                                     const SmallVectorImpl<SDValue> &OutVals,
989                                     const SmallVectorImpl<ISD::InputArg> &Ins,
990                                            SelectionDAG& DAG) const;
991     SDValue EmitTailCallLoadRetAddr(SelectionDAG &DAG, SDValue &OutRetAddr,
992                                 SDValue Chain, bool IsTailCall, bool Is64Bit,
993                                 int FPDiff, SDLoc dl) const;
994
995     unsigned GetAlignedArgumentStackSize(unsigned StackSize,
996                                          SelectionDAG &DAG) const;
997
998     std::pair<SDValue,SDValue> FP_TO_INTHelper(SDValue Op, SelectionDAG &DAG,
999                                                bool isSigned,
1000                                                bool isReplace) const;
1001
1002     SDValue LowerBUILD_VECTOR(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1003     SDValue LowerBUILD_VECTORvXi1(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1004     SDValue LowerVSELECT(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1005     SDValue LowerEXTRACT_VECTOR_ELT(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1006     SDValue ExtractBitFromMaskVector(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1007     SDValue InsertBitToMaskVector(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1008
1009     SDValue LowerINSERT_VECTOR_ELT(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1010     SDValue LowerConstantPool(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1011     SDValue LowerBlockAddress(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1012     SDValue LowerGlobalAddress(const GlobalValue *GV, SDLoc dl,
1013                                int64_t Offset, SelectionDAG &DAG) const;
1014     SDValue LowerGlobalAddress(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1015     SDValue LowerGlobalTLSAddress(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1016     SDValue LowerExternalSymbol(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1017     SDValue LowerSINT_TO_FP(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1018     SDValue LowerUINT_TO_FP(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1019     SDValue LowerUINT_TO_FP_i64(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1020     SDValue LowerUINT_TO_FP_i32(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1021     SDValue lowerUINT_TO_FP_vec(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1022     SDValue LowerTRUNCATE(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1023     SDValue LowerFP_TO_SINT(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1024     SDValue LowerFP_TO_UINT(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1025     SDValue LowerToBT(SDValue And, ISD::CondCode CC,
1026                       SDLoc dl, SelectionDAG &DAG) const;
1027     SDValue LowerSETCC(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1028     SDValue LowerSETCCE(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1029     SDValue LowerSELECT(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1030     SDValue LowerBRCOND(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1031     SDValue LowerJumpTable(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1032     SDValue LowerDYNAMIC_STACKALLOC(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1033     SDValue LowerVASTART(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1034     SDValue LowerVAARG(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1035     SDValue LowerRETURNADDR(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1036     SDValue LowerFRAMEADDR(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1037     SDValue LowerFRAME_TO_ARGS_OFFSET(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1038     SDValue LowerEH_RETURN(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1039     SDValue lowerEH_SJLJ_SETJMP(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1040     SDValue lowerEH_SJLJ_LONGJMP(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1041     SDValue LowerINIT_TRAMPOLINE(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1042     SDValue LowerFLT_ROUNDS_(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1043     SDValue LowerWin64_i128OP(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1044     SDValue LowerGC_TRANSITION_START(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1045     SDValue LowerGC_TRANSITION_END(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1046
1047     SDValue
1048       LowerFormalArguments(SDValue Chain,
1049                            CallingConv::ID CallConv, bool isVarArg,
1050                            const SmallVectorImpl<ISD::InputArg> &Ins,
1051                            SDLoc dl, SelectionDAG &DAG,
1052                            SmallVectorImpl<SDValue> &InVals) const override;
1053     SDValue LowerCall(CallLoweringInfo &CLI,
1054                       SmallVectorImpl<SDValue> &InVals) const override;
1055
1056     SDValue LowerReturn(SDValue Chain,
1057                         CallingConv::ID CallConv, bool isVarArg,
1058                         const SmallVectorImpl<ISD::OutputArg> &Outs,
1059                         const SmallVectorImpl<SDValue> &OutVals,
1060                         SDLoc dl, SelectionDAG &DAG) const override;
1061
1062     bool isUsedByReturnOnly(SDNode *N, SDValue &Chain) const override;
1063
1064     bool mayBeEmittedAsTailCall(CallInst *CI) const override;
1065
1066     EVT getTypeForExtArgOrReturn(LLVMContext &Context, EVT VT,
1067                                  ISD::NodeType ExtendKind) const override;
1068
1069     bool CanLowerReturn(CallingConv::ID CallConv, MachineFunction &MF,
1070                         bool isVarArg,
1071                         const SmallVectorImpl<ISD::OutputArg> &Outs,
1072                         LLVMContext &Context) const override;
1073
1074     const MCPhysReg *getScratchRegisters(CallingConv::ID CC) const override;
1075
1076     TargetLoweringBase::AtomicExpansionKind
1077     shouldExpandAtomicLoadInIR(LoadInst *SI) const override;
1078     bool shouldExpandAtomicStoreInIR(StoreInst *SI) const override;
1079     TargetLoweringBase::AtomicExpansionKind
1080     shouldExpandAtomicRMWInIR(AtomicRMWInst *AI) const override;
1081
1082     LoadInst *
1083     lowerIdempotentRMWIntoFencedLoad(AtomicRMWInst *AI) const override;
1084
1085     bool needsCmpXchgNb(Type *MemType) const;
1086
1087     // Utility function to emit the low-level va_arg code for X86-64.
1088     MachineBasicBlock *EmitVAARG64WithCustomInserter(
1089                        MachineInstr *MI,
1090                        MachineBasicBlock *MBB) const;
1091
1092     /// Utility function to emit the xmm reg save portion of va_start.
1093     MachineBasicBlock *EmitVAStartSaveXMMRegsWithCustomInserter(
1094                                                    MachineInstr *BInstr,
1095                                                    MachineBasicBlock *BB) const;
1096
1097     MachineBasicBlock *EmitLoweredSelect(MachineInstr *I,
1098                                          MachineBasicBlock *BB) const;
1099
1100     MachineBasicBlock *EmitLoweredAtomicFP(MachineInstr *I,
1101                                            MachineBasicBlock *BB) const;
1102
1103     MachineBasicBlock *EmitLoweredWinAlloca(MachineInstr *MI,
1104                                               MachineBasicBlock *BB) const;
1105
1106     MachineBasicBlock *EmitLoweredCatchRet(MachineInstr *MI,
1107                                            MachineBasicBlock *BB) const;
1108
1109     MachineBasicBlock *EmitLoweredCatchPad(MachineInstr *MI,
1110                                            MachineBasicBlock *BB) const;
1111
1112     MachineBasicBlock *EmitLoweredSegAlloca(MachineInstr *MI,
1113                                             MachineBasicBlock *BB) const;
1114
1115     MachineBasicBlock *EmitLoweredTLSCall(MachineInstr *MI,
1116                                           MachineBasicBlock *BB) const;
1117
1118     MachineBasicBlock *emitEHSjLjSetJmp(MachineInstr *MI,
1119                                         MachineBasicBlock *MBB) const;
1120
1121     MachineBasicBlock *emitEHSjLjLongJmp(MachineInstr *MI,
1122                                          MachineBasicBlock *MBB) const;
1123
1124     MachineBasicBlock *emitFMA3Instr(MachineInstr *MI,
1125                                      MachineBasicBlock *MBB) const;
1126
1127     /// Emit nodes that will be selected as "test Op0,Op0", or something
1128     /// equivalent, for use with the given x86 condition code.
1129     SDValue EmitTest(SDValue Op0, unsigned X86CC, SDLoc dl,
1130                      SelectionDAG &DAG) const;
1131
1132     /// Emit nodes that will be selected as "cmp Op0,Op1", or something
1133     /// equivalent, for use with the given x86 condition code.
1134     SDValue EmitCmp(SDValue Op0, SDValue Op1, unsigned X86CC, SDLoc dl,
1135                     SelectionDAG &DAG) const;
1136
1137     /// Convert a comparison if required by the subtarget.
1138     SDValue ConvertCmpIfNecessary(SDValue Cmp, SelectionDAG &DAG) const;
1139
1140     /// Use rsqrt* to speed up sqrt calculations.
1141     SDValue getRsqrtEstimate(SDValue Operand, DAGCombinerInfo &DCI,
1142                              unsigned &RefinementSteps,
1143                              bool &UseOneConstNR) const override;
1144
1145     /// Use rcp* to speed up fdiv calculations.
1146     SDValue getRecipEstimate(SDValue Operand, DAGCombinerInfo &DCI,
1147                              unsigned &RefinementSteps) const override;
1148
1149     /// Reassociate floating point divisions into multiply by reciprocal.
1150     unsigned combineRepeatedFPDivisors() const override;
1151   };
1152
1153   namespace X86 {
1154     FastISel *createFastISel(FunctionLoweringInfo &funcInfo,
1155                              const TargetLibraryInfo *libInfo);
1156   }
1157 }
1158
1159 #endif    // X86ISELLOWERING_H