AVX-512: Added all AVX-512 forms of Vector Convert for Float/Double/Int/Long types.
[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
186       /// Bitwise Logical AND NOT of Packed FP values.
187       ANDNP,
188
189       /// Copy integer sign.
190       PSIGN,
191
192       /// Blend where the selector is an immediate.
193       BLENDI,
194
195       /// Blend where the condition has been shrunk.
196       /// This is used to emphasize that the condition mask is
197       /// no more valid for generic VSELECT optimizations.
198       SHRUNKBLEND,
199
200       /// Combined add and sub on an FP vector.
201       ADDSUB,
202
203       //  FP vector ops with rounding mode.
204       FADD_RND,
205       FSUB_RND,
206       FMUL_RND,
207       FDIV_RND,
208       FMAX_RND,
209       FMIN_RND,
210       FSQRT_RND,
211
212       // FP vector get exponent 
213       FGETEXP_RND,
214       // FP Scale
215       SCALEF,
216       // Integer add/sub with unsigned saturation.
217       ADDUS,
218       SUBUS,
219       // Integer add/sub with signed saturation.
220       ADDS,
221       SUBS,
222       // Unsigned Integer average 
223       AVG,
224       /// Integer horizontal add.
225       HADD,
226
227       /// Integer horizontal sub.
228       HSUB,
229
230       /// Floating point horizontal add.
231       FHADD,
232
233       /// Floating point horizontal sub.
234       FHSUB,
235
236       // Integer absolute value
237       ABS,
238
239       /// Floating point max and min.
240       FMAX, FMIN,
241
242       /// Commutative FMIN and FMAX.
243       FMAXC, FMINC,
244
245       /// Floating point reciprocal-sqrt and reciprocal approximation.
246       /// Note that these typically require refinement
247       /// in order to obtain suitable precision.
248       FRSQRT, FRCP,
249
250       // Thread Local Storage.
251       TLSADDR,
252
253       // Thread Local Storage. A call to get the start address
254       // of the TLS block for the current module.
255       TLSBASEADDR,
256
257       // Thread Local Storage.  When calling to an OS provided
258       // thunk at the address from an earlier relocation.
259       TLSCALL,
260
261       // Exception Handling helpers.
262       EH_RETURN,
263
264       // SjLj exception handling setjmp.
265       EH_SJLJ_SETJMP,
266
267       // SjLj exception handling longjmp.
268       EH_SJLJ_LONGJMP,
269
270       /// Tail call return. See X86TargetLowering::LowerCall for
271       /// the list of operands.
272       TC_RETURN,
273
274       // Vector move to low scalar and zero higher vector elements.
275       VZEXT_MOVL,
276
277       // Vector integer zero-extend.
278       VZEXT,
279
280       // Vector integer signed-extend.
281       VSEXT,
282
283       // Vector integer truncate.
284       VTRUNC,
285
286       // Vector integer truncate with mask.
287       VTRUNCM,
288
289       // Vector FP extend.
290       VFPEXT,
291
292       // Vector FP round.
293       VFPROUND,
294
295       // Vector signed/unsigned integer to double.
296       CVTDQ2PD, CVTUDQ2PD,
297
298       // 128-bit vector logical left / right shift
299       VSHLDQ, VSRLDQ,
300
301       // Vector shift elements
302       VSHL, VSRL, VSRA,
303
304       // Vector shift elements by immediate
305       VSHLI, VSRLI, VSRAI,
306
307       // Vector packed double/float comparison.
308       CMPP,
309
310       // Vector integer comparisons.
311       PCMPEQ, PCMPGT,
312       // Vector integer comparisons, the result is in a mask vector.
313       PCMPEQM, PCMPGTM,
314
315       /// Vector comparison generating mask bits for fp and
316       /// integer signed and unsigned data types.
317       CMPM,
318       CMPMU,
319       // Vector comparison with rounding mode for FP values
320       CMPM_RND,
321
322       // Arithmetic operations with FLAGS results.
323       ADD, SUB, ADC, SBB, SMUL,
324       INC, DEC, OR, XOR, AND,
325
326       BEXTR,  // Bit field extract
327
328       UMUL, // LOW, HI, FLAGS = umul LHS, RHS
329
330       // 8-bit SMUL/UMUL - AX, FLAGS = smul8/umul8 AL, RHS
331       SMUL8, UMUL8,
332
333       // 8-bit divrem that zero-extend the high result (AH).
334       UDIVREM8_ZEXT_HREG,
335       SDIVREM8_SEXT_HREG,
336
337       // X86-specific multiply by immediate.
338       MUL_IMM,
339
340       // Vector bitwise comparisons.
341       PTEST,
342
343       // Vector packed fp sign bitwise comparisons.
344       TESTP,
345
346       // Vector "test" in AVX-512, the result is in a mask vector.
347       TESTM,
348       TESTNM,
349
350       // OR/AND test for masks
351       KORTEST,
352
353       // Several flavors of instructions with vector shuffle behaviors.
354       PACKSS,
355       PACKUS,
356       // Intra-lane alignr
357       PALIGNR,
358       // AVX512 inter-lane alignr
359       VALIGN,
360       PSHUFD,
361       PSHUFHW,
362       PSHUFLW,
363       SHUFP,
364       //Shuffle Packed Values at 128-bit granularity
365       SHUF128,
366       MOVDDUP,
367       MOVSHDUP,
368       MOVSLDUP,
369       MOVLHPS,
370       MOVLHPD,
371       MOVHLPS,
372       MOVLPS,
373       MOVLPD,
374       MOVSD,
375       MOVSS,
376       UNPCKL,
377       UNPCKH,
378       VPERMILPV,
379       VPERMILPI,
380       VPERMV,
381       VPERMV3,
382       VPERMIV3,
383       VPERMI,
384       VPERM2X128,
385       //Fix Up Special Packed Float32/64 values
386       VFIXUPIMM,
387       //Range Restriction Calculation For Packed Pairs of Float32/64 values
388       VRANGE,
389       // Broadcast scalar to vector
390       VBROADCAST,
391       // Broadcast subvector to vector
392       SUBV_BROADCAST,
393       // Insert/Extract vector element
394       VINSERT,
395       VEXTRACT,
396
397       /// SSE4A Extraction and Insertion.
398       EXTRQI, INSERTQI,
399
400       // Vector multiply packed unsigned doubleword integers
401       PMULUDQ,
402       // Vector multiply packed signed doubleword integers
403       PMULDQ,
404       // Vector Multiply Packed UnsignedIntegers with Round and Scale
405       MULHRS,
406
407       // FMA nodes
408       FMADD,
409       FNMADD,
410       FMSUB,
411       FNMSUB,
412       FMADDSUB,
413       FMSUBADD,
414       // FMA with rounding mode
415       FMADD_RND,
416       FNMADD_RND,
417       FMSUB_RND,
418       FNMSUB_RND,
419       FMADDSUB_RND,
420       FMSUBADD_RND,
421       RNDSCALE,
422
423       // Compress and expand
424       COMPRESS,
425       EXPAND,
426
427       //Convert Unsigned/Integer to Scalar Floating-Point Value
428       //with rounding mode
429       SINT_TO_FP_RND,
430       UINT_TO_FP_RND,
431
432       // Vector float/double to signed/unsigned integer.
433       FP_TO_SINT_RND, FP_TO_UINT_RND,
434       // Save xmm argument registers to the stack, according to %al. An operator
435       // is needed so that this can be expanded with control flow.
436       VASTART_SAVE_XMM_REGS,
437
438       // Windows's _chkstk call to do stack probing.
439       WIN_ALLOCA,
440
441       // For allocating variable amounts of stack space when using
442       // segmented stacks. Check if the current stacklet has enough space, and
443       // falls back to heap allocation if not.
444       SEG_ALLOCA,
445
446       // Windows's _ftol2 runtime routine to do fptoui.
447       WIN_FTOL,
448
449       // Memory barrier
450       MEMBARRIER,
451       MFENCE,
452       SFENCE,
453       LFENCE,
454
455       // Store FP status word into i16 register.
456       FNSTSW16r,
457
458       // Store contents of %ah into %eflags.
459       SAHF,
460
461       // Get a random integer and indicate whether it is valid in CF.
462       RDRAND,
463
464       // Get a NIST SP800-90B & C compliant random integer and
465       // indicate whether it is valid in CF.
466       RDSEED,
467
468       PCMPISTRI,
469       PCMPESTRI,
470
471       // Test if in transactional execution.
472       XTEST,
473
474       // ERI instructions
475       RSQRT28, RCP28, EXP2,
476
477       // Compare and swap.
478       LCMPXCHG_DAG = ISD::FIRST_TARGET_MEMORY_OPCODE,
479       LCMPXCHG8_DAG,
480       LCMPXCHG16_DAG,
481
482       // Load, scalar_to_vector, and zero extend.
483       VZEXT_LOAD,
484
485       // Store FP control world into i16 memory.
486       FNSTCW16m,
487
488       /// This instruction implements FP_TO_SINT with the
489       /// integer destination in memory and a FP reg source.  This corresponds
490       /// to the X86::FIST*m instructions and the rounding mode change stuff. It
491       /// has two inputs (token chain and address) and two outputs (int value
492       /// and token chain).
493       FP_TO_INT16_IN_MEM,
494       FP_TO_INT32_IN_MEM,
495       FP_TO_INT64_IN_MEM,
496
497       /// This instruction implements SINT_TO_FP with the
498       /// integer source in memory and FP reg result.  This corresponds to the
499       /// X86::FILD*m instructions. It has three inputs (token chain, address,
500       /// and source type) and two outputs (FP value and token chain). FILD_FLAG
501       /// also produces a flag).
502       FILD,
503       FILD_FLAG,
504
505       /// This instruction implements an extending load to FP stack slots.
506       /// This corresponds to the X86::FLD32m / X86::FLD64m. It takes a chain
507       /// operand, ptr to load from, and a ValueType node indicating the type
508       /// to load to.
509       FLD,
510
511       /// This instruction implements a truncating store to FP stack
512       /// slots. This corresponds to the X86::FST32m / X86::FST64m. It takes a
513       /// chain operand, value to store, address, and a ValueType to store it
514       /// as.
515       FST,
516
517       /// This instruction grabs the address of the next argument
518       /// from a va_list. (reads and modifies the va_list in memory)
519       VAARG_64
520
521       // WARNING: Do not add anything in the end unless you want the node to
522       // have memop! In fact, starting from ATOMADD64_DAG all opcodes will be
523       // thought as target memory ops!
524     };
525   }
526
527   /// Define some predicates that are used for node matching.
528   namespace X86 {
529     /// Return true if the specified
530     /// EXTRACT_SUBVECTOR operand specifies a vector extract that is
531     /// suitable for input to VEXTRACTF128, VEXTRACTI128 instructions.
532     bool isVEXTRACT128Index(SDNode *N);
533
534     /// Return true if the specified
535     /// INSERT_SUBVECTOR operand specifies a subvector insert that is
536     /// suitable for input to VINSERTF128, VINSERTI128 instructions.
537     bool isVINSERT128Index(SDNode *N);
538
539     /// Return true if the specified
540     /// EXTRACT_SUBVECTOR operand specifies a vector extract that is
541     /// suitable for input to VEXTRACTF64X4, VEXTRACTI64X4 instructions.
542     bool isVEXTRACT256Index(SDNode *N);
543
544     /// Return true if the specified
545     /// INSERT_SUBVECTOR operand specifies a subvector insert that is
546     /// suitable for input to VINSERTF64X4, VINSERTI64X4 instructions.
547     bool isVINSERT256Index(SDNode *N);
548
549     /// Return the appropriate
550     /// immediate to extract the specified EXTRACT_SUBVECTOR index
551     /// with VEXTRACTF128, VEXTRACTI128 instructions.
552     unsigned getExtractVEXTRACT128Immediate(SDNode *N);
553
554     /// Return the appropriate
555     /// immediate to insert at the specified INSERT_SUBVECTOR index
556     /// with VINSERTF128, VINSERT128 instructions.
557     unsigned getInsertVINSERT128Immediate(SDNode *N);
558
559     /// Return the appropriate
560     /// immediate to extract the specified EXTRACT_SUBVECTOR index
561     /// with VEXTRACTF64X4, VEXTRACTI64x4 instructions.
562     unsigned getExtractVEXTRACT256Immediate(SDNode *N);
563
564     /// Return the appropriate
565     /// immediate to insert at the specified INSERT_SUBVECTOR index
566     /// with VINSERTF64x4, VINSERTI64x4 instructions.
567     unsigned getInsertVINSERT256Immediate(SDNode *N);
568
569     /// Returns true if Elt is a constant zero or floating point constant +0.0.
570     bool isZeroNode(SDValue Elt);
571
572     /// Returns true of the given offset can be
573     /// fit into displacement field of the instruction.
574     bool isOffsetSuitableForCodeModel(int64_t Offset, CodeModel::Model M,
575                                       bool hasSymbolicDisplacement = true);
576
577
578     /// Determines whether the callee is required to pop its
579     /// own arguments. Callee pop is necessary to support tail calls.
580     bool isCalleePop(CallingConv::ID CallingConv,
581                      bool is64Bit, bool IsVarArg, bool TailCallOpt);
582
583     /// AVX512 static rounding constants.  These need to match the values in
584     /// avx512fintrin.h.
585     enum STATIC_ROUNDING {
586       TO_NEAREST_INT = 0,
587       TO_NEG_INF = 1,
588       TO_POS_INF = 2,
589       TO_ZERO = 3,
590       CUR_DIRECTION = 4
591     };
592   }
593
594   //===--------------------------------------------------------------------===//
595   //  X86 Implementation of the TargetLowering interface
596   class X86TargetLowering final : public TargetLowering {
597   public:
598     explicit X86TargetLowering(const X86TargetMachine &TM,
599                                const X86Subtarget &STI);
600
601     unsigned getJumpTableEncoding() const override;
602     bool useSoftFloat() const override;
603
604     MVT getScalarShiftAmountTy(const DataLayout &, EVT) const override {
605       return MVT::i8;
606     }
607
608     const MCExpr *
609     LowerCustomJumpTableEntry(const MachineJumpTableInfo *MJTI,
610                               const MachineBasicBlock *MBB, unsigned uid,
611                               MCContext &Ctx) const override;
612
613     /// Returns relocation base for the given PIC jumptable.
614     SDValue getPICJumpTableRelocBase(SDValue Table,
615                                      SelectionDAG &DAG) const override;
616     const MCExpr *
617     getPICJumpTableRelocBaseExpr(const MachineFunction *MF,
618                                  unsigned JTI, MCContext &Ctx) const override;
619
620     /// Return the desired alignment for ByVal aggregate
621     /// function arguments in the caller parameter area. For X86, aggregates
622     /// that contains are placed at 16-byte boundaries while the rest are at
623     /// 4-byte boundaries.
624     unsigned getByValTypeAlignment(Type *Ty,
625                                    const DataLayout &DL) const override;
626
627     /// Returns the target specific optimal type for load
628     /// and store operations as a result of memset, memcpy, and memmove
629     /// lowering. If DstAlign is zero that means it's safe to destination
630     /// alignment can satisfy any constraint. Similarly if SrcAlign is zero it
631     /// means there isn't a need to check it against alignment requirement,
632     /// probably because the source does not need to be loaded. If 'IsMemset' is
633     /// true, that means it's expanding a memset. If 'ZeroMemset' is true, that
634     /// means it's a memset of zero. 'MemcpyStrSrc' indicates whether the memcpy
635     /// source is constant so it does not need to be loaded.
636     /// It returns EVT::Other if the type should be determined using generic
637     /// target-independent logic.
638     EVT getOptimalMemOpType(uint64_t Size, unsigned DstAlign, unsigned SrcAlign,
639                             bool IsMemset, bool ZeroMemset, bool MemcpyStrSrc,
640                             MachineFunction &MF) const override;
641
642     /// Returns true if it's safe to use load / store of the
643     /// specified type to expand memcpy / memset inline. This is mostly true
644     /// for all types except for some special cases. For example, on X86
645     /// targets without SSE2 f64 load / store are done with fldl / fstpl which
646     /// also does type conversion. Note the specified type doesn't have to be
647     /// legal as the hook is used before type legalization.
648     bool isSafeMemOpType(MVT VT) const override;
649
650     /// Returns true if the target allows unaligned memory accesses of the
651     /// specified type. Returns whether it is "fast" in the last argument.
652     bool allowsMisalignedMemoryAccesses(EVT VT, unsigned AS, unsigned Align,
653                                        bool *Fast) const override;
654
655     /// Provide custom lowering hooks for some operations.
656     ///
657     SDValue LowerOperation(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const override;
658
659     /// Replace the results of node with an illegal result
660     /// type with new values built out of custom code.
661     ///
662     void ReplaceNodeResults(SDNode *N, SmallVectorImpl<SDValue>&Results,
663                             SelectionDAG &DAG) const override;
664
665
666     SDValue PerformDAGCombine(SDNode *N, DAGCombinerInfo &DCI) const override;
667
668     /// Return true if the target has native support for
669     /// the specified value type and it is 'desirable' to use the type for the
670     /// given node type. e.g. On x86 i16 is legal, but undesirable since i16
671     /// instruction encodings are longer and some i16 instructions are slow.
672     bool isTypeDesirableForOp(unsigned Opc, EVT VT) const override;
673
674     /// Return true if the target has native support for the
675     /// specified value type and it is 'desirable' to use the type. e.g. On x86
676     /// i16 is legal, but undesirable since i16 instruction encodings are longer
677     /// and some i16 instructions are slow.
678     bool IsDesirableToPromoteOp(SDValue Op, EVT &PVT) const override;
679
680     MachineBasicBlock *
681       EmitInstrWithCustomInserter(MachineInstr *MI,
682                                   MachineBasicBlock *MBB) const override;
683
684
685     /// This method returns the name of a target specific DAG node.
686     const char *getTargetNodeName(unsigned Opcode) const override;
687
688     bool isCheapToSpeculateCttz() const override;
689
690     bool isCheapToSpeculateCtlz() const override;
691
692     /// Return the value type to use for ISD::SETCC.
693     EVT getSetCCResultType(const DataLayout &DL, LLVMContext &Context,
694                            EVT VT) const override;
695
696     /// Determine which of the bits specified in Mask are known to be either
697     /// zero or one and return them in the KnownZero/KnownOne bitsets.
698     void computeKnownBitsForTargetNode(const SDValue Op,
699                                        APInt &KnownZero,
700                                        APInt &KnownOne,
701                                        const SelectionDAG &DAG,
702                                        unsigned Depth = 0) const override;
703
704     /// Determine the number of bits in the operation that are sign bits.
705     unsigned ComputeNumSignBitsForTargetNode(SDValue Op,
706                                              const SelectionDAG &DAG,
707                                              unsigned Depth) const override;
708
709     bool isGAPlusOffset(SDNode *N, const GlobalValue* &GA,
710                         int64_t &Offset) const override;
711
712     SDValue getReturnAddressFrameIndex(SelectionDAG &DAG) const;
713
714     bool ExpandInlineAsm(CallInst *CI) const override;
715
716     ConstraintType getConstraintType(StringRef Constraint) const override;
717
718     /// Examine constraint string and operand type and determine a weight value.
719     /// The operand object must already have been set up with the operand type.
720     ConstraintWeight
721       getSingleConstraintMatchWeight(AsmOperandInfo &info,
722                                      const char *constraint) const override;
723
724     const char *LowerXConstraint(EVT ConstraintVT) const override;
725
726     /// Lower the specified operand into the Ops vector. If it is invalid, don't
727     /// add anything to Ops. If hasMemory is true it means one of the asm
728     /// constraint of the inline asm instruction being processed is 'm'.
729     void LowerAsmOperandForConstraint(SDValue Op,
730                                       std::string &Constraint,
731                                       std::vector<SDValue> &Ops,
732                                       SelectionDAG &DAG) const override;
733
734     unsigned
735     getInlineAsmMemConstraint(StringRef ConstraintCode) const override {
736       if (ConstraintCode == "i")
737         return InlineAsm::Constraint_i;
738       else if (ConstraintCode == "o")
739         return InlineAsm::Constraint_o;
740       else if (ConstraintCode == "v")
741         return InlineAsm::Constraint_v;
742       else if (ConstraintCode == "X")
743         return InlineAsm::Constraint_X;
744       return TargetLowering::getInlineAsmMemConstraint(ConstraintCode);
745     }
746
747     /// Given a physical register constraint
748     /// (e.g. {edx}), return the register number and the register class for the
749     /// register.  This should only be used for C_Register constraints.  On
750     /// error, this returns a register number of 0.
751     std::pair<unsigned, const TargetRegisterClass *>
752     getRegForInlineAsmConstraint(const TargetRegisterInfo *TRI,
753                                  StringRef Constraint, MVT VT) const override;
754
755     /// Return true if the addressing mode represented
756     /// by AM is legal for this target, for a load/store of the specified type.
757     bool isLegalAddressingMode(const DataLayout &DL, const AddrMode &AM,
758                                Type *Ty, unsigned AS) const override;
759
760     /// Return true if the specified immediate is legal
761     /// icmp immediate, that is the target has icmp instructions which can
762     /// compare a register against the immediate without having to materialize
763     /// the immediate into a register.
764     bool isLegalICmpImmediate(int64_t Imm) const override;
765
766     /// Return true if the specified immediate is legal
767     /// add immediate, that is the target has add instructions which can
768     /// add a register and the immediate without having to materialize
769     /// the immediate into a register.
770     bool isLegalAddImmediate(int64_t Imm) const override;
771
772     /// \brief Return the cost of the scaling factor used in the addressing
773     /// mode represented by AM for this target, for a load/store
774     /// of the specified type.
775     /// If the AM is supported, the return value must be >= 0.
776     /// If the AM is not supported, it returns a negative value.
777     int getScalingFactorCost(const DataLayout &DL, const AddrMode &AM, Type *Ty,
778                              unsigned AS) const override;
779
780     bool isVectorShiftByScalarCheap(Type *Ty) const override;
781
782     /// Return true if it's free to truncate a value of
783     /// type Ty1 to type Ty2. e.g. On x86 it's free to truncate a i32 value in
784     /// register EAX to i16 by referencing its sub-register AX.
785     bool isTruncateFree(Type *Ty1, Type *Ty2) const override;
786     bool isTruncateFree(EVT VT1, EVT VT2) const override;
787
788     bool allowTruncateForTailCall(Type *Ty1, Type *Ty2) const override;
789
790     /// Return true if any actual instruction that defines a
791     /// value of type Ty1 implicit zero-extends the value to Ty2 in the result
792     /// register. This does not necessarily include registers defined in
793     /// unknown ways, such as incoming arguments, or copies from unknown
794     /// virtual registers. Also, if isTruncateFree(Ty2, Ty1) is true, this
795     /// does not necessarily apply to truncate instructions. e.g. on x86-64,
796     /// all instructions that define 32-bit values implicit zero-extend the
797     /// result out to 64 bits.
798     bool isZExtFree(Type *Ty1, Type *Ty2) const override;
799     bool isZExtFree(EVT VT1, EVT VT2) const override;
800     bool isZExtFree(SDValue Val, EVT VT2) const override;
801
802     /// Return true if folding a vector load into ExtVal (a sign, zero, or any
803     /// extend node) is profitable.
804     bool isVectorLoadExtDesirable(SDValue) const override;
805
806     /// Return true if an FMA operation is faster than a pair of fmul and fadd
807     /// instructions. fmuladd intrinsics will be expanded to FMAs when this
808     /// method returns true, otherwise fmuladd is expanded to fmul + fadd.
809     bool isFMAFasterThanFMulAndFAdd(EVT VT) const override;
810
811     /// Return true if it's profitable to narrow
812     /// operations of type VT1 to VT2. e.g. on x86, it's profitable to narrow
813     /// from i32 to i8 but not from i32 to i16.
814     bool isNarrowingProfitable(EVT VT1, EVT VT2) const override;
815
816     /// Returns true if the target can instruction select the
817     /// specified FP immediate natively. If false, the legalizer will
818     /// materialize the FP immediate as a load from a constant pool.
819     bool isFPImmLegal(const APFloat &Imm, EVT VT) const override;
820
821     /// Targets can use this to indicate that they only support *some*
822     /// VECTOR_SHUFFLE operations, those with specific masks. By default, if a
823     /// target supports the VECTOR_SHUFFLE node, all mask values are assumed to
824     /// be legal.
825     bool isShuffleMaskLegal(const SmallVectorImpl<int> &Mask,
826                             EVT VT) const override;
827
828     /// Similar to isShuffleMaskLegal. This is used by Targets can use this to
829     /// indicate if there is a suitable VECTOR_SHUFFLE that can be used to
830     /// replace a VAND with a constant pool entry.
831     bool isVectorClearMaskLegal(const SmallVectorImpl<int> &Mask,
832                                 EVT VT) const override;
833
834     /// If true, then instruction selection should
835     /// seek to shrink the FP constant of the specified type to a smaller type
836     /// in order to save space and / or reduce runtime.
837     bool ShouldShrinkFPConstant(EVT VT) const override {
838       // Don't shrink FP constpool if SSE2 is available since cvtss2sd is more
839       // expensive than a straight movsd. On the other hand, it's important to
840       // shrink long double fp constant since fldt is very slow.
841       return !X86ScalarSSEf64 || VT == MVT::f80;
842     }
843
844     /// Return true if we believe it is correct and profitable to reduce the
845     /// load node to a smaller type.
846     bool shouldReduceLoadWidth(SDNode *Load, ISD::LoadExtType ExtTy,
847                                EVT NewVT) const override;
848
849     /// Return true if the specified scalar FP type is computed in an SSE
850     /// register, not on the X87 floating point stack.
851     bool isScalarFPTypeInSSEReg(EVT VT) const {
852       return (VT == MVT::f64 && X86ScalarSSEf64) || // f64 is when SSE2
853       (VT == MVT::f32 && X86ScalarSSEf32);   // f32 is when SSE1
854     }
855
856     /// Return true if the target uses the MSVC _ftol2 routine for fptoui.
857     bool isTargetFTOL() const;
858
859     /// Return true if the MSVC _ftol2 routine should be used for fptoui to the
860     /// given type.
861     bool isIntegerTypeFTOL(EVT VT) const {
862       return isTargetFTOL() && VT == MVT::i64;
863     }
864
865     /// \brief Returns true if it is beneficial to convert a load of a constant
866     /// to just the constant itself.
867     bool shouldConvertConstantLoadToIntImm(const APInt &Imm,
868                                            Type *Ty) const override;
869
870     /// Return true if EXTRACT_SUBVECTOR is cheap for this result type
871     /// with this index.
872     bool isExtractSubvectorCheap(EVT ResVT, unsigned Index) const override;
873
874     /// Intel processors have a unified instruction and data cache
875     const char * getClearCacheBuiltinName() const override {
876       return nullptr; // nothing to do, move along.
877     }
878
879     unsigned getRegisterByName(const char* RegName, EVT VT,
880                                SelectionDAG &DAG) const override;
881
882     /// This method returns a target specific FastISel object,
883     /// or null if the target does not support "fast" ISel.
884     FastISel *createFastISel(FunctionLoweringInfo &funcInfo,
885                              const TargetLibraryInfo *libInfo) const override;
886
887     /// Return true if the target stores stack protector cookies at a fixed
888     /// offset in some non-standard address space, and populates the address
889     /// space and offset as appropriate.
890     bool getStackCookieLocation(unsigned &AddressSpace,
891                                 unsigned &Offset) const override;
892
893     SDValue BuildFILD(SDValue Op, EVT SrcVT, SDValue Chain, SDValue StackSlot,
894                       SelectionDAG &DAG) const;
895
896     bool isNoopAddrSpaceCast(unsigned SrcAS, unsigned DestAS) const override;
897
898     bool useLoadStackGuardNode() const override;
899     /// \brief Customize the preferred legalization strategy for certain types.
900     LegalizeTypeAction getPreferredVectorAction(EVT VT) const override;
901
902   protected:
903     std::pair<const TargetRegisterClass *, uint8_t>
904     findRepresentativeClass(const TargetRegisterInfo *TRI,
905                             MVT VT) const override;
906
907   private:
908     /// Keep a pointer to the X86Subtarget around so that we can
909     /// make the right decision when generating code for different targets.
910     const X86Subtarget *Subtarget;
911     const DataLayout *TD;
912
913     /// Select between SSE or x87 floating point ops.
914     /// When SSE is available, use it for f32 operations.
915     /// When SSE2 is available, use it for f64 operations.
916     bool X86ScalarSSEf32;
917     bool X86ScalarSSEf64;
918
919     /// A list of legal FP immediates.
920     std::vector<APFloat> LegalFPImmediates;
921
922     /// Indicate that this x86 target can instruction
923     /// select the specified FP immediate natively.
924     void addLegalFPImmediate(const APFloat& Imm) {
925       LegalFPImmediates.push_back(Imm);
926     }
927
928     SDValue LowerCallResult(SDValue Chain, SDValue InFlag,
929                             CallingConv::ID CallConv, bool isVarArg,
930                             const SmallVectorImpl<ISD::InputArg> &Ins,
931                             SDLoc dl, SelectionDAG &DAG,
932                             SmallVectorImpl<SDValue> &InVals) const;
933     SDValue LowerMemArgument(SDValue Chain,
934                              CallingConv::ID CallConv,
935                              const SmallVectorImpl<ISD::InputArg> &ArgInfo,
936                              SDLoc dl, SelectionDAG &DAG,
937                              const CCValAssign &VA,  MachineFrameInfo *MFI,
938                               unsigned i) const;
939     SDValue LowerMemOpCallTo(SDValue Chain, SDValue StackPtr, SDValue Arg,
940                              SDLoc dl, SelectionDAG &DAG,
941                              const CCValAssign &VA,
942                              ISD::ArgFlagsTy Flags) const;
943
944     // Call lowering helpers.
945
946     /// Check whether the call is eligible for tail call optimization. Targets
947     /// that want to do tail call optimization should implement this function.
948     bool IsEligibleForTailCallOptimization(SDValue Callee,
949                                            CallingConv::ID CalleeCC,
950                                            bool isVarArg,
951                                            bool isCalleeStructRet,
952                                            bool isCallerStructRet,
953                                            Type *RetTy,
954                                     const SmallVectorImpl<ISD::OutputArg> &Outs,
955                                     const SmallVectorImpl<SDValue> &OutVals,
956                                     const SmallVectorImpl<ISD::InputArg> &Ins,
957                                            SelectionDAG& DAG) const;
958     bool IsCalleePop(bool isVarArg, CallingConv::ID CallConv) const;
959     SDValue EmitTailCallLoadRetAddr(SelectionDAG &DAG, SDValue &OutRetAddr,
960                                 SDValue Chain, bool IsTailCall, bool Is64Bit,
961                                 int FPDiff, SDLoc dl) const;
962
963     unsigned GetAlignedArgumentStackSize(unsigned StackSize,
964                                          SelectionDAG &DAG) const;
965
966     std::pair<SDValue,SDValue> FP_TO_INTHelper(SDValue Op, SelectionDAG &DAG,
967                                                bool isSigned,
968                                                bool isReplace) const;
969
970     SDValue LowerBUILD_VECTOR(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
971     SDValue LowerBUILD_VECTORvXi1(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
972     SDValue LowerVECTOR_SHUFFLE(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
973     SDValue LowerVSELECT(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
974     SDValue LowerEXTRACT_VECTOR_ELT(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
975     SDValue ExtractBitFromMaskVector(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
976     SDValue InsertBitToMaskVector(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
977
978     SDValue LowerINSERT_VECTOR_ELT(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
979     SDValue LowerConstantPool(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
980     SDValue LowerBlockAddress(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
981     SDValue LowerGlobalAddress(const GlobalValue *GV, SDLoc dl,
982                                int64_t Offset, SelectionDAG &DAG) const;
983     SDValue LowerGlobalAddress(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
984     SDValue LowerGlobalTLSAddress(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
985     SDValue LowerExternalSymbol(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
986     SDValue LowerSINT_TO_FP(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
987     SDValue LowerUINT_TO_FP(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
988     SDValue LowerUINT_TO_FP_i64(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
989     SDValue LowerUINT_TO_FP_i32(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
990     SDValue lowerUINT_TO_FP_vec(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
991     SDValue LowerTRUNCATE(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
992     SDValue LowerFP_TO_SINT(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
993     SDValue LowerFP_TO_UINT(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
994     SDValue LowerToBT(SDValue And, ISD::CondCode CC,
995                       SDLoc dl, SelectionDAG &DAG) const;
996     SDValue LowerSETCC(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
997     SDValue LowerSELECT(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
998     SDValue LowerBRCOND(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
999     SDValue LowerMEMSET(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1000     SDValue LowerJumpTable(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1001     SDValue LowerDYNAMIC_STACKALLOC(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1002     SDValue LowerVASTART(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1003     SDValue LowerVAARG(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1004     SDValue LowerRETURNADDR(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1005     SDValue LowerFRAMEADDR(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1006     SDValue LowerFRAME_TO_ARGS_OFFSET(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1007     SDValue LowerEH_RETURN(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1008     SDValue lowerEH_SJLJ_SETJMP(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1009     SDValue lowerEH_SJLJ_LONGJMP(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1010     SDValue LowerINIT_TRAMPOLINE(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1011     SDValue LowerFLT_ROUNDS_(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1012     SDValue LowerWin64_i128OP(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1013     SDValue LowerGC_TRANSITION_START(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1014     SDValue LowerGC_TRANSITION_END(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
1015
1016     SDValue
1017       LowerFormalArguments(SDValue Chain,
1018                            CallingConv::ID CallConv, bool isVarArg,
1019                            const SmallVectorImpl<ISD::InputArg> &Ins,
1020                            SDLoc dl, SelectionDAG &DAG,
1021                            SmallVectorImpl<SDValue> &InVals) const override;
1022     SDValue LowerCall(CallLoweringInfo &CLI,
1023                       SmallVectorImpl<SDValue> &InVals) const override;
1024
1025     SDValue LowerReturn(SDValue Chain,
1026                         CallingConv::ID CallConv, bool isVarArg,
1027                         const SmallVectorImpl<ISD::OutputArg> &Outs,
1028                         const SmallVectorImpl<SDValue> &OutVals,
1029                         SDLoc dl, SelectionDAG &DAG) const override;
1030
1031     bool isUsedByReturnOnly(SDNode *N, SDValue &Chain) const override;
1032
1033     bool mayBeEmittedAsTailCall(CallInst *CI) const override;
1034
1035     EVT getTypeForExtArgOrReturn(LLVMContext &Context, EVT VT,
1036                                  ISD::NodeType ExtendKind) const override;
1037
1038     bool CanLowerReturn(CallingConv::ID CallConv, MachineFunction &MF,
1039                         bool isVarArg,
1040                         const SmallVectorImpl<ISD::OutputArg> &Outs,
1041                         LLVMContext &Context) const override;
1042
1043     const MCPhysReg *getScratchRegisters(CallingConv::ID CC) const override;
1044
1045     bool shouldExpandAtomicLoadInIR(LoadInst *SI) const override;
1046     bool shouldExpandAtomicStoreInIR(StoreInst *SI) const override;
1047     TargetLoweringBase::AtomicRMWExpansionKind
1048     shouldExpandAtomicRMWInIR(AtomicRMWInst *AI) const override;
1049
1050     LoadInst *
1051     lowerIdempotentRMWIntoFencedLoad(AtomicRMWInst *AI) const override;
1052
1053     bool needsCmpXchgNb(const Type *MemType) const;
1054
1055     /// Utility function to emit atomic-load-arith operations (and, or, xor,
1056     /// nand, max, min, umax, umin). It takes the corresponding instruction to
1057     /// expand, the associated machine basic block, and the associated X86
1058     /// opcodes for reg/reg.
1059     MachineBasicBlock *EmitAtomicLoadArith(MachineInstr *MI,
1060                                            MachineBasicBlock *MBB) const;
1061
1062     /// Utility function to emit atomic-load-arith operations (and, or, xor,
1063     /// nand, add, sub, swap) for 64-bit operands on 32-bit target.
1064     MachineBasicBlock *EmitAtomicLoadArith6432(MachineInstr *MI,
1065                                                MachineBasicBlock *MBB) const;
1066
1067     // Utility function to emit the low-level va_arg code for X86-64.
1068     MachineBasicBlock *EmitVAARG64WithCustomInserter(
1069                        MachineInstr *MI,
1070                        MachineBasicBlock *MBB) const;
1071
1072     /// Utility function to emit the xmm reg save portion of va_start.
1073     MachineBasicBlock *EmitVAStartSaveXMMRegsWithCustomInserter(
1074                                                    MachineInstr *BInstr,
1075                                                    MachineBasicBlock *BB) const;
1076
1077     MachineBasicBlock *EmitLoweredSelect(MachineInstr *I,
1078                                          MachineBasicBlock *BB) const;
1079
1080     MachineBasicBlock *EmitLoweredWinAlloca(MachineInstr *MI,
1081                                               MachineBasicBlock *BB) const;
1082
1083     MachineBasicBlock *EmitLoweredSegAlloca(MachineInstr *MI,
1084                                             MachineBasicBlock *BB) const;
1085
1086     MachineBasicBlock *EmitLoweredTLSCall(MachineInstr *MI,
1087                                           MachineBasicBlock *BB) const;
1088
1089     MachineBasicBlock *emitLoweredTLSAddr(MachineInstr *MI,
1090                                           MachineBasicBlock *BB) const;
1091
1092     MachineBasicBlock *emitEHSjLjSetJmp(MachineInstr *MI,
1093                                         MachineBasicBlock *MBB) const;
1094
1095     MachineBasicBlock *emitEHSjLjLongJmp(MachineInstr *MI,
1096                                          MachineBasicBlock *MBB) const;
1097
1098     MachineBasicBlock *emitFMA3Instr(MachineInstr *MI,
1099                                      MachineBasicBlock *MBB) const;
1100
1101     /// Emit nodes that will be selected as "test Op0,Op0", or something
1102     /// equivalent, for use with the given x86 condition code.
1103     SDValue EmitTest(SDValue Op0, unsigned X86CC, SDLoc dl,
1104                      SelectionDAG &DAG) const;
1105
1106     /// Emit nodes that will be selected as "cmp Op0,Op1", or something
1107     /// equivalent, for use with the given x86 condition code.
1108     SDValue EmitCmp(SDValue Op0, SDValue Op1, unsigned X86CC, SDLoc dl,
1109                     SelectionDAG &DAG) const;
1110
1111     /// Convert a comparison if required by the subtarget.
1112     SDValue ConvertCmpIfNecessary(SDValue Cmp, SelectionDAG &DAG) const;
1113
1114     /// Use rsqrt* to speed up sqrt calculations.
1115     SDValue getRsqrtEstimate(SDValue Operand, DAGCombinerInfo &DCI,
1116                              unsigned &RefinementSteps,
1117                              bool &UseOneConstNR) const override;
1118
1119     /// Use rcp* to speed up fdiv calculations.
1120     SDValue getRecipEstimate(SDValue Operand, DAGCombinerInfo &DCI,
1121                              unsigned &RefinementSteps) const override;
1122
1123     /// Reassociate floating point divisions into multiply by reciprocal.
1124     bool combineRepeatedFPDivisors(unsigned NumUsers) const override;
1125   };
1126
1127   namespace X86 {
1128     FastISel *createFastISel(FunctionLoweringInfo &funcInfo,
1129                              const TargetLibraryInfo *libInfo);
1130   }
1131 }
1132
1133 #endif    // X86ISELLOWERING_H