50886550fde3e5491bac52b39bcae1a6e29817c5
[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       /// Return from interrupt. Operand 0 is the number of bytes to pop.
130       IRET,
131
132       /// Repeat fill, corresponds to X86::REP_STOSx.
133       REP_STOS,
134
135       /// Repeat move, corresponds to X86::REP_MOVSx.
136       REP_MOVS,
137
138       /// On Darwin, this node represents the result of the popl
139       /// at function entry, used for PIC code.
140       GlobalBaseReg,
141
142       /// A wrapper node for TargetConstantPool,
143       /// TargetExternalSymbol, and TargetGlobalAddress.
144       Wrapper,
145
146       /// Special wrapper used under X86-64 PIC mode for RIP
147       /// relative displacements.
148       WrapperRIP,
149
150       /// Copies a 64-bit value from the low word of an XMM vector
151       /// to an MMX vector.  If you think this is too close to the previous
152       /// mnemonic, so do I; blame Intel.
153       MOVDQ2Q,
154
155       /// Copies a 32-bit value from the low word of a MMX
156       /// vector to a GPR.
157       MMX_MOVD2W,
158
159       /// Copies a GPR into the low 32-bit word of a MMX vector
160       /// and zero out the high word.
161       MMX_MOVW2D,
162
163       /// Extract an 8-bit value from a vector and zero extend it to
164       /// i32, corresponds to X86::PEXTRB.
165       PEXTRB,
166
167       /// Extract a 16-bit value from a vector and zero extend it to
168       /// i32, corresponds to X86::PEXTRW.
169       PEXTRW,
170
171       /// Insert any element of a 4 x float vector into any element
172       /// of a destination 4 x floatvector.
173       INSERTPS,
174
175       /// Insert the lower 8-bits of a 32-bit value to a vector,
176       /// corresponds to X86::PINSRB.
177       PINSRB,
178
179       /// Insert the lower 16-bits of a 32-bit value to a vector,
180       /// corresponds to X86::PINSRW.
181       PINSRW, MMX_PINSRW,
182
183       /// Shuffle 16 8-bit values within a vector.
184       PSHUFB,
185
186       /// Compute Sum of Absolute Differences.
187       PSADBW,
188       /// Compute Double Block Packed Sum-Absolute-Differences
189       DBPSADBW,
190
191       /// Bitwise Logical AND NOT of Packed FP values.
192       ANDNP,
193
194       /// Copy integer sign.
195       PSIGN,
196
197       /// Blend where the selector is an immediate.
198       BLENDI,
199
200       /// Blend where the condition has been shrunk.
201       /// This is used to emphasize that the condition mask is
202       /// no more valid for generic VSELECT optimizations.
203       SHRUNKBLEND,
204
205       /// Combined add and sub on an FP vector.
206       ADDSUB,
207
208       //  FP vector ops with rounding mode.
209       FADD_RND,
210       FSUB_RND,
211       FMUL_RND,
212       FDIV_RND,
213       FMAX_RND,
214       FMIN_RND,
215       FSQRT_RND,
216
217       // FP vector get exponent 
218       FGETEXP_RND,
219       // Extract Normalized Mantissas
220       VGETMANT,
221       // FP Scale
222       SCALEF,
223       // Integer add/sub with unsigned saturation.
224       ADDUS,
225       SUBUS,
226       // Integer add/sub with signed saturation.
227       ADDS,
228       SUBS,
229       // Unsigned Integer average 
230       AVG,
231       /// Integer horizontal add.
232       HADD,
233
234       /// Integer horizontal sub.
235       HSUB,
236
237       /// Floating point horizontal add.
238       FHADD,
239
240       /// Floating point horizontal sub.
241       FHSUB,
242
243       // Integer absolute value
244       ABS,
245
246       // Detect Conflicts Within a Vector
247       CONFLICT,
248
249       /// Floating point max and min.
250       FMAX, FMIN,
251
252       /// Commutative FMIN and FMAX.
253       FMAXC, FMINC,
254
255       /// Floating point reciprocal-sqrt and reciprocal approximation.
256       /// Note that these typically require refinement
257       /// in order to obtain suitable precision.
258       FRSQRT, FRCP,
259
260       // Thread Local Storage.
261       TLSADDR,
262
263       // Thread Local Storage. A call to get the start address
264       // of the TLS block for the current module.
265       TLSBASEADDR,
266
267       // Thread Local Storage.  When calling to an OS provided
268       // thunk at the address from an earlier relocation.
269       TLSCALL,
270
271       // Exception Handling helpers.
272       EH_RETURN,
273
274       // SjLj exception handling setjmp.
275       EH_SJLJ_SETJMP,
276
277       // SjLj exception handling longjmp.
278       EH_SJLJ_LONGJMP,
279
280       /// Tail call return. See X86TargetLowering::LowerCall for
281       /// the list of operands.
282       TC_RETURN,
283
284       // Vector move to low scalar and zero higher vector elements.
285       VZEXT_MOVL,
286
287       // Vector integer zero-extend.
288       VZEXT,
289
290       // Vector integer signed-extend.
291       VSEXT,
292
293       // Vector integer truncate.
294       VTRUNC,
295       // Vector integer truncate with unsigned/signed saturation.
296       VTRUNCUS, VTRUNCS,
297
298       // Vector FP extend.
299       VFPEXT,
300
301       // Vector FP round.
302       VFPROUND,
303
304       // Vector signed/unsigned integer to double.
305       CVTDQ2PD, CVTUDQ2PD,
306
307       // 128-bit vector logical left / right shift
308       VSHLDQ, VSRLDQ,
309
310       // Vector shift elements
311       VSHL, VSRL, VSRA,
312
313       // Vector shift elements by immediate
314       VSHLI, VSRLI, VSRAI,
315
316       // Vector packed double/float comparison.
317       CMPP,
318
319       // Vector integer comparisons.
320       PCMPEQ, PCMPGT,
321       // Vector integer comparisons, the result is in a mask vector.
322       PCMPEQM, PCMPGTM,
323
324       /// Vector comparison generating mask bits for fp and
325       /// integer signed and unsigned data types.
326       CMPM,
327       CMPMU,
328       // Vector comparison with rounding mode for FP values
329       CMPM_RND,
330
331       // Arithmetic operations with FLAGS results.
332       ADD, SUB, ADC, SBB, SMUL,
333       INC, DEC, OR, XOR, AND,
334
335       BEXTR,  // Bit field extract
336
337       UMUL, // LOW, HI, FLAGS = umul LHS, RHS
338
339       // 8-bit SMUL/UMUL - AX, FLAGS = smul8/umul8 AL, RHS
340       SMUL8, UMUL8,
341
342       // 8-bit divrem that zero-extend the high result (AH).
343       UDIVREM8_ZEXT_HREG,
344       SDIVREM8_SEXT_HREG,
345
346       // X86-specific multiply by immediate.
347       MUL_IMM,
348
349       // Vector bitwise comparisons.
350       PTEST,
351
352       // Vector packed fp sign bitwise comparisons.
353       TESTP,
354
355       // Vector "test" in AVX-512, the result is in a mask vector.
356       TESTM,
357       TESTNM,
358
359       // OR/AND test for masks
360       KORTEST,
361       KTEST,
362
363       // Several flavors of instructions with vector shuffle behaviors.
364       PACKSS,
365       PACKUS,
366       // Intra-lane alignr
367       PALIGNR,
368       // AVX512 inter-lane alignr
369       VALIGN,
370       PSHUFD,
371       PSHUFHW,
372       PSHUFLW,
373       SHUFP,
374       //Shuffle Packed Values at 128-bit granularity
375       SHUF128,
376       MOVDDUP,
377       MOVSHDUP,
378       MOVSLDUP,
379       MOVLHPS,
380       MOVLHPD,
381       MOVHLPS,
382       MOVLPS,
383       MOVLPD,
384       MOVSD,
385       MOVSS,
386       UNPCKL,
387       UNPCKH,
388       VPERMILPV,
389       VPERMILPI,
390       VPERMV,
391       VPERMV3,
392       VPERMIV3,
393       VPERMI,
394       VPERM2X128,
395       // Bitwise ternary logic
396       VPTERNLOG,
397       // Fix Up Special Packed Float32/64 values
398       VFIXUPIMM,
399       // Range Restriction Calculation For Packed Pairs of Float32/64 values
400       VRANGE,
401       // Reduce - Perform Reduction Transformation on scalar\packed FP
402       VREDUCE,
403       // RndScale - Round FP Values To Include A Given Number Of Fraction Bits
404       VRNDSCALE,
405       // VFPCLASS - Tests Types Of a FP Values for packed types.
406       VFPCLASS, 
407       // VFPCLASSS - Tests Types Of a FP Values for scalar types.
408       VFPCLASSS, 
409       // Broadcast scalar to vector
410       VBROADCAST,
411       // Broadcast mask to vector
412       VBROADCASTM,
413       // Broadcast subvector to vector
414       SUBV_BROADCAST,
415       // Insert/Extract vector element
416       VINSERT,
417       VEXTRACT,
418
419       /// SSE4A Extraction and Insertion.
420       EXTRQI, INSERTQI,
421
422       // XOP variable/immediate rotations
423       VPROT, VPROTI,
424       // XOP arithmetic/logical shifts
425       VPSHA, VPSHL,
426       // XOP signed/unsigned integer comparisons
427       VPCOM, VPCOMU,
428
429       // Vector multiply packed unsigned doubleword integers
430       PMULUDQ,
431       // Vector multiply packed signed doubleword integers
432       PMULDQ,
433       // Vector Multiply Packed UnsignedIntegers with Round and Scale
434       MULHRS,
435       // Multiply and Add Packed Integers
436       VPMADDUBSW, VPMADDWD,
437       // FMA nodes
438       FMADD,
439       FNMADD,
440       FMSUB,
441       FNMSUB,
442       FMADDSUB,
443       FMSUBADD,
444       // FMA with rounding mode
445       FMADD_RND,
446       FNMADD_RND,
447       FMSUB_RND,
448       FNMSUB_RND,
449       FMADDSUB_RND,
450       FMSUBADD_RND,
451
452       // Compress and expand
453       COMPRESS,
454       EXPAND,
455
456       //Convert Unsigned/Integer to Scalar Floating-Point Value
457       //with rounding mode
458       SINT_TO_FP_RND,
459       UINT_TO_FP_RND,
460
461       // Vector float/double to signed/unsigned integer.
462       FP_TO_SINT_RND, FP_TO_UINT_RND,
463       // Save xmm argument registers to the stack, according to %al. An operator
464       // is needed so that this can be expanded with control flow.
465       VASTART_SAVE_XMM_REGS,
466
467       // Windows's _chkstk call to do stack probing.
468       WIN_ALLOCA,
469
470       // For allocating variable amounts of stack space when using
471       // segmented stacks. Check if the current stacklet has enough space, and
472       // falls back to heap allocation if not.
473       SEG_ALLOCA,
474
475       // Memory barrier
476       MEMBARRIER,
477       MFENCE,
478       SFENCE,
479       LFENCE,
480
481       // Store FP status word into i16 register.
482       FNSTSW16r,
483
484       // Store contents of %ah into %eflags.
485       SAHF,
486
487       // Get a random integer and indicate whether it is valid in CF.
488       RDRAND,
489
490       // Get a NIST SP800-90B & C compliant random integer and
491       // indicate whether it is valid in CF.
492       RDSEED,
493
494       PCMPISTRI,
495       PCMPESTRI,
496
497       // Test if in transactional execution.
498       XTEST,
499
500       // ERI instructions
501       RSQRT28, RCP28, EXP2,
502
503       // Compare and swap.
504       LCMPXCHG_DAG = ISD::FIRST_TARGET_MEMORY_OPCODE,
505       LCMPXCHG8_DAG,
506       LCMPXCHG16_DAG,
507
508       // Load, scalar_to_vector, and zero extend.
509       VZEXT_LOAD,
510
511       // Store FP control world into i16 memory.
512       FNSTCW16m,
513
514       /// This instruction implements FP_TO_SINT with the
515       /// integer destination in memory and a FP reg source.  This corresponds
516       /// to the X86::FIST*m instructions and the rounding mode change stuff. It
517       /// has two inputs (token chain and address) and two outputs (int value
518       /// and token chain).
519       FP_TO_INT16_IN_MEM,
520       FP_TO_INT32_IN_MEM,
521       FP_TO_INT64_IN_MEM,
522
523       /// This instruction implements SINT_TO_FP with the
524       /// integer source in memory and FP reg result.  This corresponds to the
525       /// X86::FILD*m instructions. It has three inputs (token chain, address,
526       /// and source type) and two outputs (FP value and token chain). FILD_FLAG
527       /// also produces a flag).
528       FILD,
529       FILD_FLAG,
530
531       /// This instruction implements an extending load to FP stack slots.
532       /// This corresponds to the X86::FLD32m / X86::FLD64m. It takes a chain
533       /// operand, ptr to load from, and a ValueType node indicating the type
534       /// to load to.
535       FLD,
536
537       /// This instruction implements a truncating store to FP stack
538       /// slots. This corresponds to the X86::FST32m / X86::FST64m. It takes a
539       /// chain operand, value to store, address, and a ValueType to store it
540       /// as.
541       FST,
542
543       /// This instruction grabs the address of the next argument
544       /// from a va_list. (reads and modifies the va_list in memory)
545       VAARG_64
546
547       // WARNING: Do not add anything in the end unless you want the node to
548       // have memop! In fact, starting from ATOMADD64_DAG all opcodes will be
549       // thought as target memory ops!
550     };
551   }
552
553   /// Define some predicates that are used for node matching.
554   namespace X86 {
555     /// Return true if the specified
556     /// EXTRACT_SUBVECTOR operand specifies a vector extract that is
557     /// suitable for input to VEXTRACTF128, VEXTRACTI128 instructions.
558     bool isVEXTRACT128Index(SDNode *N);
559
560     /// Return true if the specified
561     /// INSERT_SUBVECTOR operand specifies a subvector insert that is
562     /// suitable for input to VINSERTF128, VINSERTI128 instructions.
563     bool isVINSERT128Index(SDNode *N);
564
565     /// Return true if the specified
566     /// EXTRACT_SUBVECTOR operand specifies a vector extract that is
567     /// suitable for input to VEXTRACTF64X4, VEXTRACTI64X4 instructions.
568     bool isVEXTRACT256Index(SDNode *N);
569
570     /// Return true if the specified
571     /// INSERT_SUBVECTOR operand specifies a subvector insert that is
572     /// suitable for input to VINSERTF64X4, VINSERTI64X4 instructions.
573     bool isVINSERT256Index(SDNode *N);
574
575     /// Return the appropriate
576     /// immediate to extract the specified EXTRACT_SUBVECTOR index
577     /// with VEXTRACTF128, VEXTRACTI128 instructions.
578     unsigned getExtractVEXTRACT128Immediate(SDNode *N);
579
580     /// Return the appropriate
581     /// immediate to insert at the specified INSERT_SUBVECTOR index
582     /// with VINSERTF128, VINSERT128 instructions.
583     unsigned getInsertVINSERT128Immediate(SDNode *N);
584
585     /// Return the appropriate
586     /// immediate to extract the specified EXTRACT_SUBVECTOR index
587     /// with VEXTRACTF64X4, VEXTRACTI64x4 instructions.
588     unsigned getExtractVEXTRACT256Immediate(SDNode *N);
589
590     /// Return the appropriate
591     /// immediate to insert at the specified INSERT_SUBVECTOR index
592     /// with VINSERTF64x4, VINSERTI64x4 instructions.
593     unsigned getInsertVINSERT256Immediate(SDNode *N);
594
595     /// Returns true if Elt is a constant zero or floating point constant +0.0.
596     bool isZeroNode(SDValue Elt);
597
598     /// Returns true of the given offset can be
599     /// fit into displacement field of the instruction.
600     bool isOffsetSuitableForCodeModel(int64_t Offset, CodeModel::Model M,
601                                       bool hasSymbolicDisplacement = true);
602
603
604     /// Determines whether the callee is required to pop its
605     /// own arguments. Callee pop is necessary to support tail calls.
606     bool isCalleePop(CallingConv::ID CallingConv,
607                      bool is64Bit, bool IsVarArg, bool TailCallOpt);
608
609   }
610
611   //===--------------------------------------------------------------------===//
612   //  X86 Implementation of the TargetLowering interface
613   class X86TargetLowering final : public TargetLowering {
614   public:
615     explicit X86TargetLowering(const X86TargetMachine &TM,
616                                const X86Subtarget &STI);
617
618     unsigned getJumpTableEncoding() const override;
619     bool useSoftFloat() const override;
620
621     MVT getScalarShiftAmountTy(const DataLayout &, EVT) const override {
622       return MVT::i8;
623     }
624
625     const MCExpr *
626     LowerCustomJumpTableEntry(const MachineJumpTableInfo *MJTI,
627                               const MachineBasicBlock *MBB, unsigned uid,
628                               MCContext &Ctx) const override;
629
630     /// Returns relocation base for the given PIC jumptable.
631     SDValue getPICJumpTableRelocBase(SDValue Table,
632                                      SelectionDAG &DAG) const override;
633     const MCExpr *
634     getPICJumpTableRelocBaseExpr(const MachineFunction *MF,
635                                  unsigned JTI, MCContext &Ctx) const override;
636
637     /// Return the desired alignment for ByVal aggregate
638     /// function arguments in the caller parameter area. For X86, aggregates
639     /// that contains are placed at 16-byte boundaries while the rest are at
640     /// 4-byte boundaries.
641     unsigned getByValTypeAlignment(Type *Ty,
642                                    const DataLayout &DL) const override;
643
644     /// Returns the target specific optimal type for load
645     /// and store operations as a result of memset, memcpy, and memmove
646     /// lowering. If DstAlign is zero that means it's safe to destination
647     /// alignment can satisfy any constraint. Similarly if SrcAlign is zero it
648     /// means there isn't a need to check it against alignment requirement,
649     /// probably because the source does not need to be loaded. If 'IsMemset' is
650     /// true, that means it's expanding a memset. If 'ZeroMemset' is true, that
651     /// means it's a memset of zero. 'MemcpyStrSrc' indicates whether the memcpy
652     /// source is constant so it does not need to be loaded.
653     /// It returns EVT::Other if the type should be determined using generic
654     /// target-independent logic.
655     EVT getOptimalMemOpType(uint64_t Size, unsigned DstAlign, unsigned SrcAlign,
656                             bool IsMemset, bool ZeroMemset, bool MemcpyStrSrc,
657                             MachineFunction &MF) const override;
658
659     /// Returns true if it's safe to use load / store of the
660     /// specified type to expand memcpy / memset inline. This is mostly true
661     /// for all types except for some special cases. For example, on X86
662     /// targets without SSE2 f64 load / store are done with fldl / fstpl which
663     /// also does type conversion. Note the specified type doesn't have to be
664     /// legal as the hook is used before type legalization.
665     bool isSafeMemOpType(MVT VT) const override;
666
667     /// Returns true if the target allows unaligned memory accesses of the
668     /// specified type. Returns whether it is "fast" in the last argument.
669     bool allowsMisalignedMemoryAccesses(EVT VT, unsigned AS, unsigned Align,
670                                        bool *Fast) const override;
671
672     /// Provide custom lowering hooks for some operations.
673     ///
674     SDValue LowerOperation(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const override;
675
676     /// Replace the results of node with an illegal result
677     /// type with new values built out of custom code.
678     ///
679     void ReplaceNodeResults(SDNode *N, SmallVectorImpl<SDValue>&Results,
680                             SelectionDAG &DAG) const override;
681
682
683     SDValue PerformDAGCombine(SDNode *N, DAGCombinerInfo &DCI) const override;
684
685     /// Return true if the target has native support for
686     /// the specified value type and it is 'desirable' to use the type for the
687     /// given node type. e.g. On x86 i16 is legal, but undesirable since i16
688     /// instruction encodings are longer and some i16 instructions are slow.
689     bool isTypeDesirableForOp(unsigned Opc, EVT VT) const override;
690
691     /// Return true if the target has native support for the
692     /// specified value type and it is 'desirable' to use the type. e.g. On x86
693     /// i16 is legal, but undesirable since i16 instruction encodings are longer
694     /// and some i16 instructions are slow.
695     bool IsDesirableToPromoteOp(SDValue Op, EVT &PVT) const override;
696
697     MachineBasicBlock *
698       EmitInstrWithCustomInserter(MachineInstr *MI,
699                                   MachineBasicBlock *MBB) const override;
700
701
702     /// This method returns the name of a target specific DAG node.
703     const char *getTargetNodeName(unsigned Opcode) const override;
704
705     bool isCheapToSpeculateCttz() const override;
706
707     bool isCheapToSpeculateCtlz() const override;
708
709     /// Return the value type to use for ISD::SETCC.
710     EVT getSetCCResultType(const DataLayout &DL, LLVMContext &Context,
711                            EVT VT) const override;
712
713     /// Determine which of the bits specified in Mask are known to be either
714     /// zero or one and return them in the KnownZero/KnownOne bitsets.
715     void computeKnownBitsForTargetNode(const SDValue Op,
716                                        APInt &KnownZero,
717                                        APInt &KnownOne,
718                                        const SelectionDAG &DAG,
719                                        unsigned Depth = 0) const override;
720
721     /// Determine the number of bits in the operation that are sign bits.
722     unsigned ComputeNumSignBitsForTargetNode(SDValue Op,
723                                              const SelectionDAG &DAG,
724                                              unsigned Depth) const override;
725
726     bool isGAPlusOffset(SDNode *N, const GlobalValue* &GA,
727                         int64_t &Offset) const override;
728
729     SDValue getReturnAddressFrameIndex(SelectionDAG &DAG) const;
730
731     bool ExpandInlineAsm(CallInst *CI) const override;
732
733     ConstraintType getConstraintType(StringRef Constraint) const override;
734
735     /// Examine constraint string and operand type and determine a weight value.
736     /// The operand object must already have been set up with the operand type.
737     ConstraintWeight
738       getSingleConstraintMatchWeight(AsmOperandInfo &info,
739                                      const char *constraint) const override;
740
741     const char *LowerXConstraint(EVT ConstraintVT) const override;
742
743     /// Lower the specified operand into the Ops vector. If it is invalid, don't
744     /// add anything to Ops. If hasMemory is true it means one of the asm
745     /// constraint of the inline asm instruction being processed is 'm'.
746     void LowerAsmOperandForConstraint(SDValue Op,
747                                       std::string &Constraint,
748                                       std::vector<SDValue> &Ops,
749                                       SelectionDAG &DAG) const override;
750
751     unsigned
752     getInlineAsmMemConstraint(StringRef ConstraintCode) const override {
753       if (ConstraintCode == "i")
754         return InlineAsm::Constraint_i;
755       else if (ConstraintCode == "o")
756         return InlineAsm::Constraint_o;
757       else if (ConstraintCode == "v")
758         return InlineAsm::Constraint_v;
759       else if (ConstraintCode == "X")
760         return InlineAsm::Constraint_X;
761       return TargetLowering::getInlineAsmMemConstraint(ConstraintCode);
762     }
763
764     /// Given a physical register constraint
765     /// (e.g. {edx}), return the register number and the register class for the
766     /// register.  This should only be used for C_Register constraints.  On
767     /// error, this returns a register number of 0.
768     std::pair<unsigned, const TargetRegisterClass *>
769     getRegForInlineAsmConstraint(const TargetRegisterInfo *TRI,
770                                  StringRef Constraint, MVT VT) const override;
771
772     /// Return true if the addressing mode represented
773     /// by AM is legal for this target, for a load/store of the specified type.
774     bool isLegalAddressingMode(const DataLayout &DL, const AddrMode &AM,
775                                Type *Ty, unsigned AS) const override;
776
777     /// Return true if the specified immediate is legal
778     /// icmp immediate, that is the target has icmp instructions which can
779     /// compare a register against the immediate without having to materialize
780     /// the immediate into a register.
781     bool isLegalICmpImmediate(int64_t Imm) const override;
782
783     /// Return true if the specified immediate is legal
784     /// add immediate, that is the target has add instructions which can
785     /// add a register and the immediate without having to materialize
786     /// the immediate into a register.
787     bool isLegalAddImmediate(int64_t Imm) const override;
788
789     /// \brief Return the cost of the scaling factor used in the addressing
790     /// mode represented by AM for this target, for a load/store
791     /// of the specified type.
792     /// If the AM is supported, the return value must be >= 0.
793     /// If the AM is not supported, it returns a negative value.
794     int getScalingFactorCost(const DataLayout &DL, const AddrMode &AM, Type *Ty,
795                              unsigned AS) const override;
796
797     bool isVectorShiftByScalarCheap(Type *Ty) const override;
798
799     /// Return true if it's free to truncate a value of
800     /// type Ty1 to type Ty2. e.g. On x86 it's free to truncate a i32 value in
801     /// register EAX to i16 by referencing its sub-register AX.
802     bool isTruncateFree(Type *Ty1, Type *Ty2) const override;
803     bool isTruncateFree(EVT VT1, EVT VT2) const override;
804
805     bool allowTruncateForTailCall(Type *Ty1, Type *Ty2) const override;
806
807     /// Return true if any actual instruction that defines a
808     /// value of type Ty1 implicit zero-extends the value to Ty2 in the result
809     /// register. This does not necessarily include registers defined in
810     /// unknown ways, such as incoming arguments, or copies from unknown
811     /// virtual registers. Also, if isTruncateFree(Ty2, Ty1) is true, this
812     /// does not necessarily apply to truncate instructions. e.g. on x86-64,
813     /// all instructions that define 32-bit values implicit zero-extend the
814     /// result out to 64 bits.
815     bool isZExtFree(Type *Ty1, Type *Ty2) const override;
816     bool isZExtFree(EVT VT1, EVT VT2) const override;
817     bool isZExtFree(SDValue Val, EVT VT2) const override;
818
819     /// Return true if folding a vector load into ExtVal (a sign, zero, or any
820     /// extend node) is profitable.
821     bool isVectorLoadExtDesirable(SDValue) const override;
822
823     /// Return true if an FMA operation is faster than a pair of fmul and fadd
824     /// instructions. fmuladd intrinsics will be expanded to FMAs when this
825     /// method returns true, otherwise fmuladd is expanded to fmul + fadd.
826     bool isFMAFasterThanFMulAndFAdd(EVT VT) const override;
827
828     /// Return true if it's profitable to narrow
829     /// operations of type VT1 to VT2. e.g. on x86, it's profitable to narrow
830     /// from i32 to i8 but not from i32 to i16.
831     bool isNarrowingProfitable(EVT VT1, EVT VT2) const override;
832
833     /// Returns true if the target can instruction select the
834     /// specified FP immediate natively. If false, the legalizer will
835     /// materialize the FP immediate as a load from a constant pool.
836     bool isFPImmLegal(const APFloat &Imm, EVT VT) const override;
837
838     /// Targets can use this to indicate that they only support *some*
839     /// VECTOR_SHUFFLE operations, those with specific masks. By default, if a
840     /// target supports the VECTOR_SHUFFLE node, all mask values are assumed to
841     /// be legal.
842     bool isShuffleMaskLegal(const SmallVectorImpl<int> &Mask,
843                             EVT VT) const override;
844
845     /// Similar to isShuffleMaskLegal. This is used by Targets can use this to
846     /// indicate if there is a suitable VECTOR_SHUFFLE that can be used to
847     /// replace a VAND with a constant pool entry.
848     bool isVectorClearMaskLegal(const SmallVectorImpl<int> &Mask,
849                                 EVT VT) const override;
850
851     /// If true, then instruction selection should
852     /// seek to shrink the FP constant of the specified type to a smaller type
853     /// in order to save space and / or reduce runtime.
854     bool ShouldShrinkFPConstant(EVT VT) const override {
855       // Don't shrink FP constpool if SSE2 is available since cvtss2sd is more
856       // expensive than a straight movsd. On the other hand, it's important to
857       // shrink long double fp constant since fldt is very slow.
858       return !X86ScalarSSEf64 || VT == MVT::f80;
859     }
860
861     /// Return true if we believe it is correct and profitable to reduce the
862     /// load node to a smaller type.
863     bool shouldReduceLoadWidth(SDNode *Load, ISD::LoadExtType ExtTy,
864                                EVT NewVT) const override;
865
866     /// Return true if the specified scalar FP type is computed in an SSE
867     /// register, not on the X87 floating point stack.
868     bool isScalarFPTypeInSSEReg(EVT VT) const {
869       return (VT == MVT::f64 && X86ScalarSSEf64) || // f64 is when SSE2
870              (VT == MVT::f32 && X86ScalarSSEf32);   // f32 is when SSE1
871     }
872
873     /// \brief Returns true if it is beneficial to convert a load of a constant
874     /// to just the constant itself.
875     bool shouldConvertConstantLoadToIntImm(const APInt &Imm,
876                                            Type *Ty) const override;
877
878     /// Return true if EXTRACT_SUBVECTOR is cheap for this result type
879     /// with this index.
880     bool isExtractSubvectorCheap(EVT ResVT, unsigned Index) const override;
881
882     /// Intel processors have a unified instruction and data cache
883     const char * getClearCacheBuiltinName() const override {
884       return nullptr; // nothing to do, move along.
885     }
886
887     unsigned getRegisterByName(const char* RegName, EVT VT,
888                                SelectionDAG &DAG) const override;
889
890     /// If a physical register, this returns the register that receives the
891     /// exception address on entry to an EH pad.
892     unsigned
893     getExceptionPointerRegister(const Constant *PersonalityFn) const override;
894
895     /// If a physical register, this returns the register that receives the
896     /// exception typeid on entry to a landing pad.
897     unsigned
898     getExceptionSelectorRegister(const Constant *PersonalityFn) const override;
899
900     /// This method returns a target specific FastISel object,
901     /// or null if the target does not support "fast" ISel.
902     FastISel *createFastISel(FunctionLoweringInfo &funcInfo,
903                              const TargetLibraryInfo *libInfo) const override;
904
905     /// Return true if the target stores stack protector cookies at a fixed
906     /// offset in some non-standard address space, and populates the address
907     /// space and offset as appropriate.
908     bool getStackCookieLocation(unsigned &AddressSpace,
909                                 unsigned &Offset) const override;
910
911     /// Return true if the target stores SafeStack pointer at a fixed offset in
912     /// some non-standard address space, and populates the address space and
913     /// offset as appropriate.
914     Value *getSafeStackPointerLocation(IRBuilder<> &IRB) const override;
915
916     SDValue BuildFILD(SDValue Op, EVT SrcVT, SDValue Chain, SDValue StackSlot,
917                       SelectionDAG &DAG) const;
918
919     bool isNoopAddrSpaceCast(unsigned SrcAS, unsigned DestAS) const override;
920
921     bool useLoadStackGuardNode() const override;
922     /// \brief Customize the preferred legalization strategy for certain types.
923     LegalizeTypeAction getPreferredVectorAction(EVT VT) const override;
924
925     bool isIntDivCheap(EVT VT, AttributeSet Attr) const override;
926
927     void markInRegArguments(SelectionDAG &DAG, TargetLowering::ArgListTy& Args)
928       const override;
929
930   protected:
931     std::pair<const TargetRegisterClass *, uint8_t>
932     findRepresentativeClass(const TargetRegisterInfo *TRI,
933                             MVT VT) const override;
934
935   private:
936     /// Keep a pointer to the X86Subtarget around so that we can
937     /// make the right decision when generating code for different targets.
938     const X86Subtarget *Subtarget;
939
940     /// Select between SSE or x87 floating point ops.
941     /// When SSE is available, use it for f32 operations.
942     /// When SSE2 is available, use it for f64 operations.
943     bool X86ScalarSSEf32;
944     bool X86ScalarSSEf64;
945
946     /// A list of legal FP immediates.
947     std::vector<APFloat> LegalFPImmediates;
948
949     /// Indicate that this x86 target can instruction
950     /// select the specified FP immediate natively.
951     void addLegalFPImmediate(const APFloat& Imm) {
952       LegalFPImmediates.push_back(Imm);
953     }
954
955     SDValue LowerCallResult(SDValue Chain, SDValue InFlag,
956                             CallingConv::ID CallConv, bool isVarArg,
957                             const SmallVectorImpl<ISD::InputArg> &Ins,
958                             SDLoc dl, SelectionDAG &DAG,
959                             SmallVectorImpl<SDValue> &InVals) const;
960     SDValue LowerMemArgument(SDValue Chain,
961                              CallingConv::ID CallConv,
962                              const SmallVectorImpl<ISD::InputArg> &ArgInfo,
963                              SDLoc dl, SelectionDAG &DAG,
964                              const CCValAssign &VA,  MachineFrameInfo *MFI,
965                               unsigned i) const;
966     SDValue LowerMemOpCallTo(SDValue Chain, SDValue StackPtr, SDValue Arg,
967                              SDLoc dl, SelectionDAG &DAG,
968                              const CCValAssign &VA,
969                              ISD::ArgFlagsTy Flags) const;
970
971     // Call lowering helpers.
972
973     /// Check whether the call is eligible for tail call optimization. Targets
974     /// that want to do tail call optimization should implement this function.
975     bool IsEligibleForTailCallOptimization(SDValue Callee,
976                                            CallingConv::ID CalleeCC,
977                                            bool isVarArg,
978                                            bool isCalleeStructRet,
979                                            bool isCallerStructRet,
980                                            Type *RetTy,
981                                     const SmallVectorImpl<ISD::OutputArg> &Outs,
982                                     const SmallVectorImpl<SDValue> &OutVals,
983                                     const SmallVectorImpl<ISD::InputArg> &Ins,
984                                            SelectionDAG& DAG) const;
985     SDValue EmitTailCallLoadRetAddr(SelectionDAG &DAG, SDValue &OutRetAddr,
986                                 SDValue Chain, bool IsTailCall, bool Is64Bit,
987                                 int FPDiff, SDLoc dl) const;
988
989     unsigned GetAlignedArgumentStackSize(unsigned StackSize,
990                                          SelectionDAG &DAG) const;
991
992     std::pair<SDValue,SDValue> FP_TO_INTHelper(SDValue Op, SelectionDAG &DAG,
993                                                bool isSigned,
994                                                bool isReplace) const;
995
996     SDValue LowerBUILD_VECTOR(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
997     SDValue LowerBUILD_VECTORvXi1(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
998     SDValue LowerVSELECT(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
999     SDValue LowerEXTRACT_VECTOR_ELT(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1000     SDValue ExtractBitFromMaskVector(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1001     SDValue InsertBitToMaskVector(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1002
1003     SDValue LowerINSERT_VECTOR_ELT(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1004     SDValue LowerConstantPool(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1005     SDValue LowerBlockAddress(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1006     SDValue LowerGlobalAddress(const GlobalValue *GV, SDLoc dl,
1007                                int64_t Offset, SelectionDAG &DAG) const;
1008     SDValue LowerGlobalAddress(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1009     SDValue LowerGlobalTLSAddress(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1010     SDValue LowerExternalSymbol(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1011     SDValue LowerSINT_TO_FP(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1012     SDValue LowerUINT_TO_FP(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1013     SDValue LowerUINT_TO_FP_i64(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1014     SDValue LowerUINT_TO_FP_i32(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1015     SDValue lowerUINT_TO_FP_vec(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1016     SDValue LowerTRUNCATE(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1017     SDValue LowerFP_TO_SINT(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1018     SDValue LowerFP_TO_UINT(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1019     SDValue LowerToBT(SDValue And, ISD::CondCode CC,
1020                       SDLoc dl, SelectionDAG &DAG) const;
1021     SDValue LowerSETCC(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1022     SDValue LowerSETCCE(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1023     SDValue LowerSELECT(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1024     SDValue LowerBRCOND(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1025     SDValue LowerJumpTable(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1026     SDValue LowerDYNAMIC_STACKALLOC(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1027     SDValue LowerVASTART(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1028     SDValue LowerVAARG(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1029     SDValue LowerRETURNADDR(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1030     SDValue LowerFRAMEADDR(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1031     SDValue LowerFRAME_TO_ARGS_OFFSET(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1032     SDValue LowerEH_RETURN(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1033     SDValue lowerEH_SJLJ_SETJMP(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1034     SDValue lowerEH_SJLJ_LONGJMP(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1035     SDValue LowerINIT_TRAMPOLINE(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1036     SDValue LowerFLT_ROUNDS_(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1037     SDValue LowerWin64_i128OP(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1038     SDValue LowerGC_TRANSITION_START(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1039     SDValue LowerGC_TRANSITION_END(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1040
1041     SDValue
1042       LowerFormalArguments(SDValue Chain,
1043                            CallingConv::ID CallConv, bool isVarArg,
1044                            const SmallVectorImpl<ISD::InputArg> &Ins,
1045                            SDLoc dl, SelectionDAG &DAG,
1046                            SmallVectorImpl<SDValue> &InVals) const override;
1047     SDValue LowerCall(CallLoweringInfo &CLI,
1048                       SmallVectorImpl<SDValue> &InVals) const override;
1049
1050     SDValue LowerReturn(SDValue Chain,
1051                         CallingConv::ID CallConv, bool isVarArg,
1052                         const SmallVectorImpl<ISD::OutputArg> &Outs,
1053                         const SmallVectorImpl<SDValue> &OutVals,
1054                         SDLoc dl, SelectionDAG &DAG) const override;
1055
1056     bool isUsedByReturnOnly(SDNode *N, SDValue &Chain) const override;
1057
1058     bool mayBeEmittedAsTailCall(CallInst *CI) const override;
1059
1060     EVT getTypeForExtArgOrReturn(LLVMContext &Context, EVT VT,
1061                                  ISD::NodeType ExtendKind) const override;
1062
1063     bool CanLowerReturn(CallingConv::ID CallConv, MachineFunction &MF,
1064                         bool isVarArg,
1065                         const SmallVectorImpl<ISD::OutputArg> &Outs,
1066                         LLVMContext &Context) const override;
1067
1068     const MCPhysReg *getScratchRegisters(CallingConv::ID CC) const override;
1069
1070     TargetLoweringBase::AtomicExpansionKind
1071     shouldExpandAtomicLoadInIR(LoadInst *SI) const override;
1072     bool shouldExpandAtomicStoreInIR(StoreInst *SI) const override;
1073     TargetLoweringBase::AtomicExpansionKind
1074     shouldExpandAtomicRMWInIR(AtomicRMWInst *AI) const override;
1075
1076     LoadInst *
1077     lowerIdempotentRMWIntoFencedLoad(AtomicRMWInst *AI) const override;
1078
1079     bool needsCmpXchgNb(Type *MemType) const;
1080
1081     // Utility function to emit the low-level va_arg code for X86-64.
1082     MachineBasicBlock *EmitVAARG64WithCustomInserter(
1083                        MachineInstr *MI,
1084                        MachineBasicBlock *MBB) const;
1085
1086     /// Utility function to emit the xmm reg save portion of va_start.
1087     MachineBasicBlock *EmitVAStartSaveXMMRegsWithCustomInserter(
1088                                                    MachineInstr *BInstr,
1089                                                    MachineBasicBlock *BB) const;
1090
1091     MachineBasicBlock *EmitLoweredSelect(MachineInstr *I,
1092                                          MachineBasicBlock *BB) const;
1093
1094     MachineBasicBlock *EmitLoweredAtomicFP(MachineInstr *I,
1095                                            MachineBasicBlock *BB) const;
1096
1097     MachineBasicBlock *EmitLoweredWinAlloca(MachineInstr *MI,
1098                                               MachineBasicBlock *BB) const;
1099
1100     MachineBasicBlock *EmitLoweredCatchRet(MachineInstr *MI,
1101                                            MachineBasicBlock *BB) const;
1102
1103     MachineBasicBlock *EmitLoweredCatchPad(MachineInstr *MI,
1104                                            MachineBasicBlock *BB) const;
1105
1106     MachineBasicBlock *EmitLoweredSegAlloca(MachineInstr *MI,
1107                                             MachineBasicBlock *BB) const;
1108
1109     MachineBasicBlock *EmitLoweredTLSCall(MachineInstr *MI,
1110                                           MachineBasicBlock *BB) const;
1111
1112     MachineBasicBlock *emitEHSjLjSetJmp(MachineInstr *MI,
1113                                         MachineBasicBlock *MBB) const;
1114
1115     MachineBasicBlock *emitEHSjLjLongJmp(MachineInstr *MI,
1116                                          MachineBasicBlock *MBB) const;
1117
1118     MachineBasicBlock *emitFMA3Instr(MachineInstr *MI,
1119                                      MachineBasicBlock *MBB) const;
1120
1121     /// Emit nodes that will be selected as "test Op0,Op0", or something
1122     /// equivalent, for use with the given x86 condition code.
1123     SDValue EmitTest(SDValue Op0, unsigned X86CC, SDLoc dl,
1124                      SelectionDAG &DAG) const;
1125
1126     /// Emit nodes that will be selected as "cmp Op0,Op1", or something
1127     /// equivalent, for use with the given x86 condition code.
1128     SDValue EmitCmp(SDValue Op0, SDValue Op1, unsigned X86CC, SDLoc dl,
1129                     SelectionDAG &DAG) const;
1130
1131     /// Convert a comparison if required by the subtarget.
1132     SDValue ConvertCmpIfNecessary(SDValue Cmp, SelectionDAG &DAG) const;
1133
1134     /// Use rsqrt* to speed up sqrt calculations.
1135     SDValue getRsqrtEstimate(SDValue Operand, DAGCombinerInfo &DCI,
1136                              unsigned &RefinementSteps,
1137                              bool &UseOneConstNR) const override;
1138
1139     /// Use rcp* to speed up fdiv calculations.
1140     SDValue getRecipEstimate(SDValue Operand, DAGCombinerInfo &DCI,
1141                              unsigned &RefinementSteps) const override;
1142
1143     /// Reassociate floating point divisions into multiply by reciprocal.
1144     unsigned combineRepeatedFPDivisors() const override;
1145   };
1146
1147   namespace X86 {
1148     FastISel *createFastISel(FunctionLoweringInfo &funcInfo,
1149                              const TargetLibraryInfo *libInfo);
1150   }
1151 }
1152
1153 #endif    // X86ISELLOWERING_H