lib/Target/X86/X86TargetTransformInfo.cpp

   1 //===-- X86TargetTransformInfo.cpp - X86 specific TTI pass ----------------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 /// \file
  10 /// This file implements a TargetTransformInfo analysis pass specific to the
  11 /// X86 target machine. It uses the target's detailed information to provide
  12 /// more precise answers to certain TTI queries, while letting the target
  13 /// independent and default TTI implementations handle the rest.
  14 ///
  15 //===----------------------------------------------------------------------===//
  16
  17 #include "X86TargetTransformInfo.h"
  18 #include "llvm/Analysis/TargetTransformInfo.h"
  19 #include "llvm/CodeGen/BasicTTIImpl.h"
  20 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
  21 #include "llvm/Support/Debug.h"
  22 #include "llvm/Target/CostTable.h"
  23 #include "llvm/Target/TargetLowering.h"
  24 using namespace llvm;
  25
  26 #define DEBUG_TYPE "x86tti"
  27
  28 //===----------------------------------------------------------------------===//
  29 //
  30 // X86 cost model.
  31 //
  32 //===----------------------------------------------------------------------===//
  33
  34 TargetTransformInfo::PopcntSupportKind
  35 X86TTIImpl::getPopcntSupport(unsigned TyWidth) {
  36   assert(isPowerOf2_32(TyWidth) && "Ty width must be power of 2");
  37   // TODO: Currently the __builtin_popcount() implementation using SSE3
  38   //   instructions is inefficient. Once the problem is fixed, we should
  39   //   call ST->hasSSE3() instead of ST->hasPOPCNT().
  40   return ST->hasPOPCNT() ? TTI::PSK_FastHardware : TTI::PSK_Software;
  41 }
  42
  43 unsigned X86TTIImpl::getNumberOfRegisters(bool Vector) {
  44   if (Vector && !ST->hasSSE1())
  45     return 0;
  46
  47   if (ST->is64Bit()) {
  48     if (Vector && ST->hasAVX512())
  49       return 32;
  50     return 16;
  51   }
  52   return 8;
  53 }
  54
  55 unsigned X86TTIImpl::getRegisterBitWidth(bool Vector) {
  56   if (Vector) {
  57     if (ST->hasAVX512()) return 512;
  58     if (ST->hasAVX()) return 256;
  59     if (ST->hasSSE1()) return 128;
  60     return 0;
  61   }
  62
  63   if (ST->is64Bit())
  64     return 64;
  65   return 32;
  66
  67 }
  68
  69 unsigned X86TTIImpl::getMaxInterleaveFactor(unsigned VF) {
  70   // If the loop will not be vectorized, don't interleave the loop.
  71   // Let regular unroll to unroll the loop, which saves the overflow
  72   // check and memory check cost.
  73   if (VF == 1)
  74     return 1;
  75
  76   if (ST->isAtom())
  77     return 1;
  78
  79   // Sandybridge and Haswell have multiple execution ports and pipelined
  80   // vector units.
  81   if (ST->hasAVX())
  82     return 4;
  83
  84   return 2;
  85 }
  86
  87 unsigned X86TTIImpl::getArithmeticInstrCost(
  88     unsigned Opcode, Type *Ty, TTI::OperandValueKind Op1Info,
  89     TTI::OperandValueKind Op2Info, TTI::OperandValueProperties Opd1PropInfo,
  90     TTI::OperandValueProperties Opd2PropInfo) {
  91   // Legalize the type.
  92   std::pair<unsigned, MVT> LT = TLI->getTypeLegalizationCost(DL, Ty);
  93
  94   int ISD = TLI->InstructionOpcodeToISD(Opcode);
  95   assert(ISD && "Invalid opcode");
  96
  97   if (ISD == ISD::SDIV &&
  98       Op2Info == TargetTransformInfo::OK_UniformConstantValue &&
  99       Opd2PropInfo == TargetTransformInfo::OP_PowerOf2) {
 100     // On X86, vector signed division by constants power-of-two are
 101     // normally expanded to the sequence SRA + SRL + ADD + SRA.
 102     // The OperandValue properties many not be same as that of previous
 103     // operation;conservatively assume OP_None.
 104     unsigned Cost =
 105         2 * getArithmeticInstrCost(Instruction::AShr, Ty, Op1Info, Op2Info,
 106                                    TargetTransformInfo::OP_None,
 107                                    TargetTransformInfo::OP_None);
 108     Cost += getArithmeticInstrCost(Instruction::LShr, Ty, Op1Info, Op2Info,
 109                                    TargetTransformInfo::OP_None,
 110                                    TargetTransformInfo::OP_None);
 111     Cost += getArithmeticInstrCost(Instruction::Add, Ty, Op1Info, Op2Info,
 112                                    TargetTransformInfo::OP_None,
 113                                    TargetTransformInfo::OP_None);
 114
 115     return Cost;
 116   }
 117
 118   static const CostTblEntry<MVT::SimpleValueType>
 119   AVX2UniformConstCostTable[] = {
 120     { ISD::SRA,  MVT::v4i64,   4 }, // 2 x psrad + shuffle.
 121
 122     { ISD::SDIV, MVT::v16i16,  6 }, // vpmulhw sequence
 123     { ISD::UDIV, MVT::v16i16,  6 }, // vpmulhuw sequence
 124     { ISD::SDIV, MVT::v8i32,  15 }, // vpmuldq sequence
 125     { ISD::UDIV, MVT::v8i32,  15 }, // vpmuludq sequence
 126   };
 127
 128   if (Op2Info == TargetTransformInfo::OK_UniformConstantValue &&
 129       ST->hasAVX2()) {
 130     int Idx = CostTableLookup(AVX2UniformConstCostTable, ISD, LT.second);
 131     if (Idx != -1)
 132       return LT.first * AVX2UniformConstCostTable[Idx].Cost;
 133   }
 134
 135   static const CostTblEntry<MVT::SimpleValueType> AVX512CostTable[] = {
 136     { ISD::SHL,     MVT::v16i32,    1 },
 137     { ISD::SRL,     MVT::v16i32,    1 },
 138     { ISD::SRA,     MVT::v16i32,    1 },
 139     { ISD::SHL,     MVT::v8i64,    1 },
 140     { ISD::SRL,     MVT::v8i64,    1 },
 141     { ISD::SRA,     MVT::v8i64,    1 },
 142   };
 143
 144   static const CostTblEntry<MVT::SimpleValueType> AVX2CostTable[] = {
 145     // Shifts on v4i64/v8i32 on AVX2 is legal even though we declare to
 146     // customize them to detect the cases where shift amount is a scalar one.
 147     { ISD::SHL,     MVT::v4i32,    1 },
 148     { ISD::SRL,     MVT::v4i32,    1 },
 149     { ISD::SRA,     MVT::v4i32,    1 },
 150     { ISD::SHL,     MVT::v8i32,    1 },
 151     { ISD::SRL,     MVT::v8i32,    1 },
 152     { ISD::SRA,     MVT::v8i32,    1 },
 153     { ISD::SHL,     MVT::v2i64,    1 },
 154     { ISD::SRL,     MVT::v2i64,    1 },
 155     { ISD::SHL,     MVT::v4i64,    1 },
 156     { ISD::SRL,     MVT::v4i64,    1 },
 157
 158     { ISD::SHL,  MVT::v32i8,      11 }, // vpblendvb sequence.
 159     { ISD::SHL,  MVT::v16i16,     10 }, // extend/vpsrlvd/pack sequence.
 160
 161     { ISD::SRL,  MVT::v32i8,      11 }, // vpblendvb sequence.
 162     { ISD::SRL,  MVT::v16i16,     10 }, // extend/vpsrlvd/pack sequence.
 163
 164     { ISD::SRA,  MVT::v32i8,      24 }, // vpblendvb sequence.
 165     { ISD::SRA,  MVT::v16i16,     10 }, // extend/vpsravd/pack sequence.
 166     { ISD::SRA,  MVT::v4i64,    4*10 }, // Scalarized.
 167
 168     // Vectorizing division is a bad idea. See the SSE2 table for more comments.
 169     { ISD::SDIV,  MVT::v32i8,  32*20 },
 170     { ISD::SDIV,  MVT::v16i16, 16*20 },
 171     { ISD::SDIV,  MVT::v8i32,  8*20 },
 172     { ISD::SDIV,  MVT::v4i64,  4*20 },
 173     { ISD::UDIV,  MVT::v32i8,  32*20 },
 174     { ISD::UDIV,  MVT::v16i16, 16*20 },
 175     { ISD::UDIV,  MVT::v8i32,  8*20 },
 176     { ISD::UDIV,  MVT::v4i64,  4*20 },
 177   };
 178
 179   if (ST->hasAVX512()) {
 180     int Idx = CostTableLookup(AVX512CostTable, ISD, LT.second);
 181     if (Idx != -1)
 182       return LT.first * AVX512CostTable[Idx].Cost;
 183   }
 184   // Look for AVX2 lowering tricks.
 185   if (ST->hasAVX2()) {
 186     if (ISD == ISD::SHL && LT.second == MVT::v16i16 &&
 187         (Op2Info == TargetTransformInfo::OK_UniformConstantValue ||
 188          Op2Info == TargetTransformInfo::OK_NonUniformConstantValue))
 189       // On AVX2, a packed v16i16 shift left by a constant build_vector
 190       // is lowered into a vector multiply (vpmullw).
 191       return LT.first;
 192
 193     int Idx = CostTableLookup(AVX2CostTable, ISD, LT.second);
 194     if (Idx != -1)
 195       return LT.first * AVX2CostTable[Idx].Cost;
 196   }
 197
 198   static const CostTblEntry<MVT::SimpleValueType>
 199   SSE2UniformConstCostTable[] = {
 200     // We don't correctly identify costs of casts because they are marked as
 201     // custom.
 202     // Constant splats are cheaper for the following instructions.
 203     { ISD::SHL,  MVT::v16i8,  1 }, // psllw.
 204     { ISD::SHL,  MVT::v8i16,  1 }, // psllw.
 205     { ISD::SHL,  MVT::v4i32,  1 }, // pslld
 206     { ISD::SHL,  MVT::v2i64,  1 }, // psllq.
 207
 208     { ISD::SRL,  MVT::v16i8,  1 }, // psrlw.
 209     { ISD::SRL,  MVT::v8i16,  1 }, // psrlw.
 210     { ISD::SRL,  MVT::v4i32,  1 }, // psrld.
 211     { ISD::SRL,  MVT::v2i64,  1 }, // psrlq.
 212
 213     { ISD::SRA,  MVT::v16i8,  4 }, // psrlw, pand, pxor, psubb.
 214     { ISD::SRA,  MVT::v8i16,  1 }, // psraw.
 215     { ISD::SRA,  MVT::v4i32,  1 }, // psrad.
 216     { ISD::SRA,  MVT::v2i64,  4 }, // 2 x psrad + shuffle.
 217
 218     { ISD::SDIV, MVT::v8i16,  6 }, // pmulhw sequence
 219     { ISD::UDIV, MVT::v8i16,  6 }, // pmulhuw sequence
 220     { ISD::SDIV, MVT::v4i32, 19 }, // pmuludq sequence
 221     { ISD::UDIV, MVT::v4i32, 15 }, // pmuludq sequence
 222   };
 223
 224   if (Op2Info == TargetTransformInfo::OK_UniformConstantValue &&
 225       ST->hasSSE2()) {
 226     // pmuldq sequence.
 227     if (ISD == ISD::SDIV && LT.second == MVT::v4i32 && ST->hasSSE41())
 228       return LT.first * 15;
 229
 230     int Idx = CostTableLookup(SSE2UniformConstCostTable, ISD, LT.second);
 231     if (Idx != -1)
 232       return LT.first * SSE2UniformConstCostTable[Idx].Cost;
 233   }
 234
 235   if (ISD == ISD::SHL &&
 236       Op2Info == TargetTransformInfo::OK_NonUniformConstantValue) {
 237     EVT VT = LT.second;
 238     if ((VT == MVT::v8i16 && ST->hasSSE2()) ||
 239         (VT == MVT::v4i32 && ST->hasSSE41()))
 240       // Vector shift left by non uniform constant can be lowered
 241       // into vector multiply (pmullw/pmulld).
 242       return LT.first;
 243     if (VT == MVT::v4i32 && ST->hasSSE2())
 244       // A vector shift left by non uniform constant is converted
 245       // into a vector multiply; the new multiply is eventually
 246       // lowered into a sequence of shuffles and 2 x pmuludq.
 247       ISD = ISD::MUL;
 248   }
 249
 250   static const CostTblEntry<MVT::SimpleValueType> SSE2CostTable[] = {
 251     // We don't correctly identify costs of casts because they are marked as
 252     // custom.
 253     // For some cases, where the shift amount is a scalar we would be able
 254     // to generate better code. Unfortunately, when this is the case the value
 255     // (the splat) will get hoisted out of the loop, thereby making it invisible
 256     // to ISel. The cost model must return worst case assumptions because it is
 257     // used for vectorization and we don't want to make vectorized code worse
 258     // than scalar code.
 259     { ISD::SHL,  MVT::v16i8,    26 }, // cmpgtb sequence.
 260     { ISD::SHL,  MVT::v8i16,    32 }, // cmpgtb sequence.
 261     { ISD::SHL,  MVT::v4i32,   2*5 }, // We optimized this using mul.
 262     { ISD::SHL,  MVT::v2i64,  2*10 }, // Scalarized.
 263     { ISD::SHL,  MVT::v4i64,  4*10 }, // Scalarized.
 264
 265     { ISD::SRL,  MVT::v16i8,    26 }, // cmpgtb sequence.
 266     { ISD::SRL,  MVT::v8i16,    32 }, // cmpgtb sequence.
 267     { ISD::SRL,  MVT::v4i32,  4*10 }, // Scalarized.
 268     { ISD::SRL,  MVT::v2i64,  2*10 }, // Scalarized.
 269
 270     { ISD::SRA,  MVT::v16i8,    54 }, // unpacked cmpgtb sequence.
 271     { ISD::SRA,  MVT::v8i16,    32 }, // cmpgtb sequence.
 272     { ISD::SRA,  MVT::v4i32,  4*10 }, // Scalarized.
 273     { ISD::SRA,  MVT::v2i64,  2*10 }, // Scalarized.
 274
 275     // It is not a good idea to vectorize division. We have to scalarize it and
 276     // in the process we will often end up having to spilling regular
 277     // registers. The overhead of division is going to dominate most kernels
 278     // anyways so try hard to prevent vectorization of division - it is
 279     // generally a bad idea. Assume somewhat arbitrarily that we have to be able
 280     // to hide "20 cycles" for each lane.
 281     { ISD::SDIV,  MVT::v16i8,  16*20 },
 282     { ISD::SDIV,  MVT::v8i16,  8*20 },
 283     { ISD::SDIV,  MVT::v4i32,  4*20 },
 284     { ISD::SDIV,  MVT::v2i64,  2*20 },
 285     { ISD::UDIV,  MVT::v16i8,  16*20 },
 286     { ISD::UDIV,  MVT::v8i16,  8*20 },
 287     { ISD::UDIV,  MVT::v4i32,  4*20 },
 288     { ISD::UDIV,  MVT::v2i64,  2*20 },
 289   };
 290
 291   if (ST->hasSSE2()) {
 292     int Idx = CostTableLookup(SSE2CostTable, ISD, LT.second);
 293     if (Idx != -1)
 294       return LT.first * SSE2CostTable[Idx].Cost;
 295   }
 296
 297   static const CostTblEntry<MVT::SimpleValueType> AVX1CostTable[] = {
 298     // We don't have to scalarize unsupported ops. We can issue two half-sized
 299     // operations and we only need to extract the upper YMM half.
 300     // Two ops + 1 extract + 1 insert = 4.
 301     { ISD::MUL,     MVT::v16i16,   4 },
 302     { ISD::MUL,     MVT::v8i32,    4 },
 303     { ISD::SUB,     MVT::v8i32,    4 },
 304     { ISD::ADD,     MVT::v8i32,    4 },
 305     { ISD::SUB,     MVT::v4i64,    4 },
 306     { ISD::ADD,     MVT::v4i64,    4 },
 307     // A v4i64 multiply is custom lowered as two split v2i64 vectors that then
 308     // are lowered as a series of long multiplies(3), shifts(4) and adds(2)
 309     // Because we believe v4i64 to be a legal type, we must also include the
 310     // split factor of two in the cost table. Therefore, the cost here is 18
 311     // instead of 9.
 312     { ISD::MUL,     MVT::v4i64,    18 },
 313   };
 314
 315   // Look for AVX1 lowering tricks.
 316   if (ST->hasAVX() && !ST->hasAVX2()) {
 317     EVT VT = LT.second;
 318
 319     // v16i16 and v8i32 shifts by non-uniform constants are lowered into a
 320     // sequence of extract + two vector multiply + insert.
 321     if (ISD == ISD::SHL && (VT == MVT::v8i32 || VT == MVT::v16i16) &&
 322         Op2Info == TargetTransformInfo::OK_NonUniformConstantValue)
 323       ISD = ISD::MUL;
 324
 325     int Idx = CostTableLookup(AVX1CostTable, ISD, VT);
 326     if (Idx != -1)
 327       return LT.first * AVX1CostTable[Idx].Cost;
 328   }
 329
 330   // Custom lowering of vectors.
 331   static const CostTblEntry<MVT::SimpleValueType> CustomLowered[] = {
 332     // A v2i64/v4i64 and multiply is custom lowered as a series of long
 333     // multiplies(3), shifts(4) and adds(2).
 334     { ISD::MUL,     MVT::v2i64,    9 },
 335     { ISD::MUL,     MVT::v4i64,    9 },
 336   };
 337   int Idx = CostTableLookup(CustomLowered, ISD, LT.second);
 338   if (Idx != -1)
 339     return LT.first * CustomLowered[Idx].Cost;
 340
 341   // Special lowering of v4i32 mul on sse2, sse3: Lower v4i32 mul as 2x shuffle,
 342   // 2x pmuludq, 2x shuffle.
 343   if (ISD == ISD::MUL && LT.second == MVT::v4i32 && ST->hasSSE2() &&
 344       !ST->hasSSE41())
 345     return LT.first * 6;
 346
 347   // Fallback to the default implementation.
 348   return BaseT::getArithmeticInstrCost(Opcode, Ty, Op1Info, Op2Info);
 349 }
 350
 351 unsigned X86TTIImpl::getShuffleCost(TTI::ShuffleKind Kind, Type *Tp, int Index,
 352                                     Type *SubTp) {
 353   // We only estimate the cost of reverse and alternate shuffles.
 354   if (Kind != TTI::SK_Reverse && Kind != TTI::SK_Alternate)
 355     return BaseT::getShuffleCost(Kind, Tp, Index, SubTp);
 356
 357   if (Kind == TTI::SK_Reverse) {
 358     std::pair<unsigned, MVT> LT = TLI->getTypeLegalizationCost(DL, Tp);
 359     unsigned Cost = 1;
 360     if (LT.second.getSizeInBits() > 128)
 361       Cost = 3; // Extract + insert + copy.
 362
 363     // Multiple by the number of parts.
 364     return Cost * LT.first;
 365   }
 366
 367   if (Kind == TTI::SK_Alternate) {
 368     // 64-bit packed float vectors (v2f32) are widened to type v4f32.
 369     // 64-bit packed integer vectors (v2i32) are promoted to type v2i64.
 370     std::pair<unsigned, MVT> LT = TLI->getTypeLegalizationCost(DL, Tp);
 371
 372     // The backend knows how to generate a single VEX.256 version of
 373     // instruction VPBLENDW if the target supports AVX2.
 374     if (ST->hasAVX2() && LT.second == MVT::v16i16)
 375       return LT.first;
 376
 377     static const CostTblEntry<MVT::SimpleValueType> AVXAltShuffleTbl[] = {
 378       {ISD::VECTOR_SHUFFLE, MVT::v4i64, 1},  // vblendpd
 379       {ISD::VECTOR_SHUFFLE, MVT::v4f64, 1},  // vblendpd
 380
 381       {ISD::VECTOR_SHUFFLE, MVT::v8i32, 1},  // vblendps
 382       {ISD::VECTOR_SHUFFLE, MVT::v8f32, 1},  // vblendps
 383
 384       // This shuffle is custom lowered into a sequence of:
 385       //  2x  vextractf128 , 2x vpblendw , 1x vinsertf128
 386       {ISD::VECTOR_SHUFFLE, MVT::v16i16, 5},
 387
 388       // This shuffle is custom lowered into a long sequence of:
 389       //  2x vextractf128 , 4x vpshufb , 2x vpor ,  1x vinsertf128
 390       {ISD::VECTOR_SHUFFLE, MVT::v32i8, 9}
 391     };
 392
 393     if (ST->hasAVX()) {
 394       int Idx = CostTableLookup(AVXAltShuffleTbl, ISD::VECTOR_SHUFFLE, LT.second);
 395       if (Idx != -1)
 396         return LT.first * AVXAltShuffleTbl[Idx].Cost;
 397     }
 398
 399     static const CostTblEntry<MVT::SimpleValueType> SSE41AltShuffleTbl[] = {
 400       // These are lowered into movsd.
 401       {ISD::VECTOR_SHUFFLE, MVT::v2i64, 1},
 402       {ISD::VECTOR_SHUFFLE, MVT::v2f64, 1},
 403
 404       // packed float vectors with four elements are lowered into BLENDI dag
 405       // nodes. A v4i32/v4f32 BLENDI generates a single 'blendps'/'blendpd'.
 406       {ISD::VECTOR_SHUFFLE, MVT::v4i32, 1},
 407       {ISD::VECTOR_SHUFFLE, MVT::v4f32, 1},
 408
 409       // This shuffle generates a single pshufw.
 410       {ISD::VECTOR_SHUFFLE, MVT::v8i16, 1},
 411
 412       // There is no instruction that matches a v16i8 alternate shuffle.
 413       // The backend will expand it into the sequence 'pshufb + pshufb + or'.
 414       {ISD::VECTOR_SHUFFLE, MVT::v16i8, 3}
 415     };
 416
 417     if (ST->hasSSE41()) {
 418       int Idx = CostTableLookup(SSE41AltShuffleTbl, ISD::VECTOR_SHUFFLE, LT.second);
 419       if (Idx != -1)
 420         return LT.first * SSE41AltShuffleTbl[Idx].Cost;
 421     }
 422
 423     static const CostTblEntry<MVT::SimpleValueType> SSSE3AltShuffleTbl[] = {
 424       {ISD::VECTOR_SHUFFLE, MVT::v2i64, 1},  // movsd
 425       {ISD::VECTOR_SHUFFLE, MVT::v2f64, 1},  // movsd
 426
 427       // SSE3 doesn't have 'blendps'. The following shuffles are expanded into
 428       // the sequence 'shufps + pshufd'
 429       {ISD::VECTOR_SHUFFLE, MVT::v4i32, 2},
 430       {ISD::VECTOR_SHUFFLE, MVT::v4f32, 2},
 431
 432       {ISD::VECTOR_SHUFFLE, MVT::v8i16, 3}, // pshufb + pshufb + or
 433       {ISD::VECTOR_SHUFFLE, MVT::v16i8, 3}  // pshufb + pshufb + or
 434     };
 435
 436     if (ST->hasSSSE3()) {
 437       int Idx = CostTableLookup(SSSE3AltShuffleTbl, ISD::VECTOR_SHUFFLE, LT.second);
 438       if (Idx != -1)
 439         return LT.first * SSSE3AltShuffleTbl[Idx].Cost;
 440     }
 441
 442     static const CostTblEntry<MVT::SimpleValueType> SSEAltShuffleTbl[] = {
 443       {ISD::VECTOR_SHUFFLE, MVT::v2i64, 1},  // movsd
 444       {ISD::VECTOR_SHUFFLE, MVT::v2f64, 1},  // movsd
 445
 446       {ISD::VECTOR_SHUFFLE, MVT::v4i32, 2}, // shufps + pshufd
 447       {ISD::VECTOR_SHUFFLE, MVT::v4f32, 2}, // shufps + pshufd
 448
 449       // This is expanded into a long sequence of four extract + four insert.
 450       {ISD::VECTOR_SHUFFLE, MVT::v8i16, 8}, // 4 x pextrw + 4 pinsrw.
 451
 452       // 8 x (pinsrw + pextrw + and + movb + movzb + or)
 453       {ISD::VECTOR_SHUFFLE, MVT::v16i8, 48}
 454     };
 455
 456     // Fall-back (SSE3 and SSE2).
 457     int Idx = CostTableLookup(SSEAltShuffleTbl, ISD::VECTOR_SHUFFLE, LT.second);
 458     if (Idx != -1)
 459       return LT.first * SSEAltShuffleTbl[Idx].Cost;
 460     return BaseT::getShuffleCost(Kind, Tp, Index, SubTp);
 461   }
 462
 463   return BaseT::getShuffleCost(Kind, Tp, Index, SubTp);
 464 }
 465
 466 unsigned X86TTIImpl::getCastInstrCost(unsigned Opcode, Type *Dst, Type *Src) {
 467   int ISD = TLI->InstructionOpcodeToISD(Opcode);
 468   assert(ISD && "Invalid opcode");
 469
 470   std::pair<unsigned, MVT> LTSrc = TLI->getTypeLegalizationCost(DL, Src);
 471   std::pair<unsigned, MVT> LTDest = TLI->getTypeLegalizationCost(DL, Dst);
 472
 473   static const TypeConversionCostTblEntry<MVT::SimpleValueType>
 474   SSE2ConvTbl[] = {
 475     // These are somewhat magic numbers justified by looking at the output of
 476     // Intel's IACA, running some kernels and making sure when we take
 477     // legalization into account the throughput will be overestimated.
 478     { ISD::UINT_TO_FP, MVT::v2f64, MVT::v2i64, 2*10 },
 479     { ISD::UINT_TO_FP, MVT::v2f64, MVT::v4i32, 4*10 },
 480     { ISD::UINT_TO_FP, MVT::v2f64, MVT::v8i16, 8*10 },
 481     { ISD::UINT_TO_FP, MVT::v2f64, MVT::v16i8, 16*10 },
 482     { ISD::SINT_TO_FP, MVT::v2f64, MVT::v2i64, 2*10 },
 483     { ISD::SINT_TO_FP, MVT::v2f64, MVT::v4i32, 4*10 },
 484     { ISD::SINT_TO_FP, MVT::v2f64, MVT::v8i16, 8*10 },
 485     { ISD::SINT_TO_FP, MVT::v2f64, MVT::v16i8, 16*10 },
 486     // There are faster sequences for float conversions.
 487     { ISD::UINT_TO_FP, MVT::v4f32, MVT::v2i64, 15 },
 488     { ISD::UINT_TO_FP, MVT::v4f32, MVT::v4i32, 8 },
 489     { ISD::UINT_TO_FP, MVT::v4f32, MVT::v8i16, 15 },
 490     { ISD::UINT_TO_FP, MVT::v4f32, MVT::v16i8, 8 },
 491     { ISD::SINT_TO_FP, MVT::v4f32, MVT::v2i64, 15 },
 492     { ISD::SINT_TO_FP, MVT::v4f32, MVT::v4i32, 15 },
 493     { ISD::SINT_TO_FP, MVT::v4f32, MVT::v8i16, 15 },
 494     { ISD::SINT_TO_FP, MVT::v4f32, MVT::v16i8, 8 },
 495   };
 496
 497   if (ST->hasSSE2() && !ST->hasAVX()) {
 498     int Idx =
 499         ConvertCostTableLookup(SSE2ConvTbl, ISD, LTDest.second, LTSrc.second);
 500     if (Idx != -1)
 501       return LTSrc.first * SSE2ConvTbl[Idx].Cost;
 502   }
 503
 504   static const TypeConversionCostTblEntry<MVT::SimpleValueType>
 505   AVX512ConversionTbl[] = {
 506     { ISD::FP_EXTEND, MVT::v8f64,   MVT::v8f32,  1 },
 507     { ISD::FP_EXTEND, MVT::v8f64,   MVT::v16f32, 3 },
 508     { ISD::FP_ROUND,  MVT::v8f32,   MVT::v8f64,  1 },
 509     { ISD::FP_ROUND,  MVT::v16f32,  MVT::v8f64,  3 },
 510
 511     { ISD::TRUNCATE,  MVT::v16i8,   MVT::v16i32, 1 },
 512     { ISD::TRUNCATE,  MVT::v16i16,  MVT::v16i32, 1 },
 513     { ISD::TRUNCATE,  MVT::v8i16,   MVT::v8i64,  1 },
 514     { ISD::TRUNCATE,  MVT::v8i32,   MVT::v8i64,  1 },
 515     { ISD::TRUNCATE,  MVT::v16i32,  MVT::v8i64,  4 },
 516
 517     // v16i1 -> v16i32 - load + broadcast
 518     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v16i32, MVT::v16i1,  2 },
 519     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v16i32, MVT::v16i1,  2 },
 520
 521     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v16i32, MVT::v16i8,  1 },
 522     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v16i32, MVT::v16i8,  1 },
 523     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v16i32, MVT::v16i16, 1 },
 524     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v16i32, MVT::v16i16, 1 },
 525     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v8i64,  MVT::v16i32, 3 },
 526     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v8i64,  MVT::v16i32, 3 },
 527
 528     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v16f32, MVT::v16i1,  3 },
 529     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v16f32, MVT::v16i8,  2 },
 530     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v16f32, MVT::v16i16, 2 },
 531     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v16f32, MVT::v16i32, 1 },
 532     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v8f64,  MVT::v8i1,   4 },
 533     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v8f64,  MVT::v8i16,  2 },
 534     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v8f64,  MVT::v8i32,  1 },
 535   };
 536
 537   if (ST->hasAVX512()) {
 538     int Idx = ConvertCostTableLookup(AVX512ConversionTbl, ISD, LTDest.second,
 539                                      LTSrc.second);
 540     if (Idx != -1)
 541       return AVX512ConversionTbl[Idx].Cost;
 542   }
 543   EVT SrcTy = TLI->getValueType(DL, Src);
 544   EVT DstTy = TLI->getValueType(DL, Dst);
 545
 546   // The function getSimpleVT only handles simple value types.
 547   if (!SrcTy.isSimple() || !DstTy.isSimple())
 548     return BaseT::getCastInstrCost(Opcode, Dst, Src);
 549
 550   static const TypeConversionCostTblEntry<MVT::SimpleValueType>
 551   AVX2ConversionTbl[] = {
 552     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v16i16, MVT::v16i8,  1 },
 553     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v16i16, MVT::v16i8,  1 },
 554     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v8i32,  MVT::v8i1,   3 },
 555     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v8i32,  MVT::v8i1,   3 },
 556     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v8i32,  MVT::v8i8,   3 },
 557     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v8i32,  MVT::v8i8,   3 },
 558     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v8i32,  MVT::v8i16,  1 },
 559     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v8i32,  MVT::v8i16,  1 },
 560     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v4i64,  MVT::v4i1,   3 },
 561     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v4i64,  MVT::v4i1,   3 },
 562     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v4i64,  MVT::v4i8,   3 },
 563     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v4i64,  MVT::v4i8,   3 },
 564     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v4i64,  MVT::v4i16,  3 },
 565     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v4i64,  MVT::v4i16,  3 },
 566     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v4i64,  MVT::v4i32,  1 },
 567     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v4i64,  MVT::v4i32,  1 },
 568
 569     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v4i8,   MVT::v4i64,  2 },
 570     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v4i16,  MVT::v4i64,  2 },
 571     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v4i32,  MVT::v4i64,  2 },
 572     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v8i8,   MVT::v8i32,  2 },
 573     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v8i16,  MVT::v8i32,  2 },
 574     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v8i32,  MVT::v8i64,  4 },
 575
 576     { ISD::FP_EXTEND,   MVT::v8f64,  MVT::v8f32,  3 },
 577     { ISD::FP_ROUND,    MVT::v8f32,  MVT::v8f64,  3 },
 578
 579     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v8f32,  MVT::v8i32,  8 },
 580   };
 581
 582   static const TypeConversionCostTblEntry<MVT::SimpleValueType>
 583   AVXConversionTbl[] = {
 584     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v16i16, MVT::v16i8, 4 },
 585     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v16i16, MVT::v16i8, 4 },
 586     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v8i32,  MVT::v8i1,  7 },
 587     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v8i32,  MVT::v8i1,  4 },
 588     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v8i32,  MVT::v8i8,  7 },
 589     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v8i32,  MVT::v8i8,  4 },
 590     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v8i32,  MVT::v8i16, 4 },
 591     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v8i32,  MVT::v8i16, 4 },
 592     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v4i64,  MVT::v4i1,  6 },
 593     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v4i64,  MVT::v4i1,  4 },
 594     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v4i64,  MVT::v4i8,  6 },
 595     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v4i64,  MVT::v4i8,  4 },
 596     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v4i64,  MVT::v4i16, 6 },
 597     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v4i64,  MVT::v4i16, 3 },
 598     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v4i64,  MVT::v4i32, 4 },
 599     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v4i64,  MVT::v4i32, 4 },
 600
 601     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v4i8,  MVT::v4i64,  4 },
 602     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v4i16, MVT::v4i64,  4 },
 603     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v4i32, MVT::v4i64,  4 },
 604     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v8i8,  MVT::v8i32,  4 },
 605     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v8i16, MVT::v8i32,  5 },
 606     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v16i8, MVT::v16i16, 4 },
 607     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v8i32, MVT::v8i64,  9 },
 608
 609     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v8f32, MVT::v8i1,  8 },
 610     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v8f32, MVT::v8i8,  8 },
 611     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v8f32, MVT::v8i16, 5 },
 612     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v8f32, MVT::v8i32, 1 },
 613     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v4f32, MVT::v4i1,  3 },
 614     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v4f32, MVT::v4i8,  3 },
 615     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v4f32, MVT::v4i16, 3 },
 616     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v4f32, MVT::v4i32, 1 },
 617     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v4f64, MVT::v4i1,  3 },
 618     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v4f64, MVT::v4i8,  3 },
 619     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v4f64, MVT::v4i16, 3 },
 620     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v4f64, MVT::v4i32, 1 },
 621
 622     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v8f32, MVT::v8i1,  6 },
 623     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v8f32, MVT::v8i8,  5 },
 624     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v8f32, MVT::v8i16, 5 },
 625     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v8f32, MVT::v8i32, 9 },
 626     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v4f32, MVT::v4i1,  7 },
 627     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v4f32, MVT::v4i8,  2 },
 628     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v4f32, MVT::v4i16, 2 },
 629     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v4f32, MVT::v4i32, 6 },
 630     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v4f64, MVT::v4i1,  7 },
 631     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v4f64, MVT::v4i8,  2 },
 632     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v4f64, MVT::v4i16, 2 },
 633     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v4f64, MVT::v4i32, 6 },
 634     // The generic code to compute the scalar overhead is currently broken.
 635     // Workaround this limitation by estimating the scalarization overhead
 636     // here. We have roughly 10 instructions per scalar element.
 637     // Multiply that by the vector width.
 638     // FIXME: remove that when PR19268 is fixed.
 639     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v2f64, MVT::v2i64, 2*10 },
 640     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v4f64, MVT::v4i64, 4*10 },
 641
 642     { ISD::FP_TO_SINT,  MVT::v8i8,  MVT::v8f32, 7 },
 643     { ISD::FP_TO_SINT,  MVT::v4i8,  MVT::v4f32, 1 },
 644     // This node is expanded into scalarized operations but BasicTTI is overly
 645     // optimistic estimating its cost.  It computes 3 per element (one
 646     // vector-extract, one scalar conversion and one vector-insert).  The
 647     // problem is that the inserts form a read-modify-write chain so latency
 648     // should be factored in too.  Inflating the cost per element by 1.
 649     { ISD::FP_TO_UINT,  MVT::v8i32, MVT::v8f32, 8*4 },
 650     { ISD::FP_TO_UINT,  MVT::v4i32, MVT::v4f64, 4*4 },
 651   };
 652
 653   if (ST->hasAVX2()) {
 654     int Idx = ConvertCostTableLookup(AVX2ConversionTbl, ISD,
 655                                      DstTy.getSimpleVT(), SrcTy.getSimpleVT());
 656     if (Idx != -1)
 657       return AVX2ConversionTbl[Idx].Cost;
 658   }
 659
 660   if (ST->hasAVX()) {
 661     int Idx = ConvertCostTableLookup(AVXConversionTbl, ISD, DstTy.getSimpleVT(),
 662                                      SrcTy.getSimpleVT());
 663     if (Idx != -1)
 664       return AVXConversionTbl[Idx].Cost;
 665   }
 666
 667   return BaseT::getCastInstrCost(Opcode, Dst, Src);
 668 }
 669
 670 unsigned X86TTIImpl::getCmpSelInstrCost(unsigned Opcode, Type *ValTy,
 671                                         Type *CondTy) {
 672   // Legalize the type.
 673   std::pair<unsigned, MVT> LT = TLI->getTypeLegalizationCost(DL, ValTy);
 674
 675   MVT MTy = LT.second;
 676
 677   int ISD = TLI->InstructionOpcodeToISD(Opcode);
 678   assert(ISD && "Invalid opcode");
 679
 680   static const CostTblEntry<MVT::SimpleValueType> SSE42CostTbl[] = {
 681     { ISD::SETCC,   MVT::v2f64,   1 },
 682     { ISD::SETCC,   MVT::v4f32,   1 },
 683     { ISD::SETCC,   MVT::v2i64,   1 },
 684     { ISD::SETCC,   MVT::v4i32,   1 },
 685     { ISD::SETCC,   MVT::v8i16,   1 },
 686     { ISD::SETCC,   MVT::v16i8,   1 },
 687   };
 688
 689   static const CostTblEntry<MVT::SimpleValueType> AVX1CostTbl[] = {
 690     { ISD::SETCC,   MVT::v4f64,   1 },
 691     { ISD::SETCC,   MVT::v8f32,   1 },
 692     // AVX1 does not support 8-wide integer compare.
 693     { ISD::SETCC,   MVT::v4i64,   4 },
 694     { ISD::SETCC,   MVT::v8i32,   4 },
 695     { ISD::SETCC,   MVT::v16i16,  4 },
 696     { ISD::SETCC,   MVT::v32i8,   4 },
 697   };
 698
 699   static const CostTblEntry<MVT::SimpleValueType> AVX2CostTbl[] = {
 700     { ISD::SETCC,   MVT::v4i64,   1 },
 701     { ISD::SETCC,   MVT::v8i32,   1 },
 702     { ISD::SETCC,   MVT::v16i16,  1 },
 703     { ISD::SETCC,   MVT::v32i8,   1 },
 704   };
 705
 706   static const CostTblEntry<MVT::SimpleValueType> AVX512CostTbl[] = {
 707     { ISD::SETCC,   MVT::v8i64,   1 },
 708     { ISD::SETCC,   MVT::v16i32,  1 },
 709     { ISD::SETCC,   MVT::v8f64,   1 },
 710     { ISD::SETCC,   MVT::v16f32,  1 },
 711   };
 712
 713   if (ST->hasAVX512()) {
 714     int Idx = CostTableLookup(AVX512CostTbl, ISD, MTy);
 715     if (Idx != -1)
 716       return LT.first * AVX512CostTbl[Idx].Cost;
 717   }
 718
 719   if (ST->hasAVX2()) {
 720     int Idx = CostTableLookup(AVX2CostTbl, ISD, MTy);
 721     if (Idx != -1)
 722       return LT.first * AVX2CostTbl[Idx].Cost;
 723   }
 724
 725   if (ST->hasAVX()) {
 726     int Idx = CostTableLookup(AVX1CostTbl, ISD, MTy);
 727     if (Idx != -1)
 728       return LT.first * AVX1CostTbl[Idx].Cost;
 729   }
 730
 731   if (ST->hasSSE42()) {
 732     int Idx = CostTableLookup(SSE42CostTbl, ISD, MTy);
 733     if (Idx != -1)
 734       return LT.first * SSE42CostTbl[Idx].Cost;
 735   }
 736
 737   return BaseT::getCmpSelInstrCost(Opcode, ValTy, CondTy);
 738 }
 739
 740 unsigned X86TTIImpl::getVectorInstrCost(unsigned Opcode, Type *Val,
 741                                         unsigned Index) {
 742   assert(Val->isVectorTy() && "This must be a vector type");
 743
 744   if (Index != -1U) {
 745     // Legalize the type.
 746     std::pair<unsigned, MVT> LT = TLI->getTypeLegalizationCost(DL, Val);
 747
 748     // This type is legalized to a scalar type.
 749     if (!LT.second.isVector())
 750       return 0;
 751
 752     // The type may be split. Normalize the index to the new type.
 753     unsigned Width = LT.second.getVectorNumElements();
 754     Index = Index % Width;
 755
 756     // Floating point scalars are already located in index #0.
 757     if (Val->getScalarType()->isFloatingPointTy() && Index == 0)
 758       return 0;
 759   }
 760
 761   return BaseT::getVectorInstrCost(Opcode, Val, Index);
 762 }
 763
 764 unsigned X86TTIImpl::getScalarizationOverhead(Type *Ty, bool Insert,
 765                                               bool Extract) {
 766   assert (Ty->isVectorTy() && "Can only scalarize vectors");
 767   unsigned Cost = 0;
 768
 769   for (int i = 0, e = Ty->getVectorNumElements(); i < e; ++i) {
 770     if (Insert)
 771       Cost += getVectorInstrCost(Instruction::InsertElement, Ty, i);
 772     if (Extract)
 773       Cost += getVectorInstrCost(Instruction::ExtractElement, Ty, i);
 774   }
 775
 776   return Cost;
 777 }
 778
 779 unsigned X86TTIImpl::getMemoryOpCost(unsigned Opcode, Type *Src,
 780                                      unsigned Alignment,
 781                                      unsigned AddressSpace) {
 782   // Handle non-power-of-two vectors such as <3 x float>
 783   if (VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(Src)) {
 784     unsigned NumElem = VTy->getVectorNumElements();
 785
 786     // Handle a few common cases:
 787     // <3 x float>
 788     if (NumElem == 3 && VTy->getScalarSizeInBits() == 32)
 789       // Cost = 64 bit store + extract + 32 bit store.
 790       return 3;
 791
 792     // <3 x double>
 793     if (NumElem == 3 && VTy->getScalarSizeInBits() == 64)
 794       // Cost = 128 bit store + unpack + 64 bit store.
 795       return 3;
 796
 797     // Assume that all other non-power-of-two numbers are scalarized.
 798     if (!isPowerOf2_32(NumElem)) {
 799       unsigned Cost = BaseT::getMemoryOpCost(Opcode, VTy->getScalarType(),
 800                                              Alignment, AddressSpace);
 801       unsigned SplitCost = getScalarizationOverhead(Src,
 802                                                     Opcode == Instruction::Load,
 803                                                     Opcode==Instruction::Store);
 804       return NumElem * Cost + SplitCost;
 805     }
 806   }
 807
 808   // Legalize the type.
 809   std::pair<unsigned, MVT> LT = TLI->getTypeLegalizationCost(DL, Src);
 810   assert((Opcode == Instruction::Load || Opcode == Instruction::Store) &&
 811          "Invalid Opcode");
 812
 813   // Each load/store unit costs 1.
 814   unsigned Cost = LT.first * 1;
 815
 816   // On Sandybridge 256bit load/stores are double pumped
 817   // (but not on Haswell).
 818   if (LT.second.getSizeInBits() > 128 && !ST->hasAVX2())
 819     Cost*=2;
 820
 821   return Cost;
 822 }
 823
 824 unsigned X86TTIImpl::getMaskedMemoryOpCost(unsigned Opcode, Type *SrcTy,
 825                                            unsigned Alignment,
 826                                            unsigned AddressSpace) {
 827   VectorType *SrcVTy = dyn_cast<VectorType>(SrcTy);
 828   if (!SrcVTy)
 829     // To calculate scalar take the regular cost, without mask
 830     return getMemoryOpCost(Opcode, SrcTy, Alignment, AddressSpace);
 831
 832   unsigned NumElem = SrcVTy->getVectorNumElements();
 833   VectorType *MaskTy =
 834     VectorType::get(Type::getInt8Ty(getGlobalContext()), NumElem);
 835   if ((Opcode == Instruction::Load && !isLegalMaskedLoad(SrcVTy, 1)) ||
 836       (Opcode == Instruction::Store && !isLegalMaskedStore(SrcVTy, 1)) ||
 837       !isPowerOf2_32(NumElem)) {
 838     // Scalarization
 839     unsigned MaskSplitCost = getScalarizationOverhead(MaskTy, false, true);
 840     unsigned ScalarCompareCost =
 841       getCmpSelInstrCost(Instruction::ICmp,
 842                          Type::getInt8Ty(getGlobalContext()), NULL);
 843     unsigned BranchCost = getCFInstrCost(Instruction::Br);
 844     unsigned MaskCmpCost = NumElem * (BranchCost + ScalarCompareCost);
 845
 846     unsigned ValueSplitCost =
 847       getScalarizationOverhead(SrcVTy, Opcode == Instruction::Load,
 848                                Opcode == Instruction::Store);
 849     unsigned MemopCost =
 850         NumElem * BaseT::getMemoryOpCost(Opcode, SrcVTy->getScalarType(),
 851                                          Alignment, AddressSpace);
 852     return MemopCost + ValueSplitCost + MaskSplitCost + MaskCmpCost;
 853   }
 854
 855   // Legalize the type.
 856   std::pair<unsigned, MVT> LT = TLI->getTypeLegalizationCost(DL, SrcVTy);
 857   unsigned Cost = 0;
 858   if (LT.second != TLI->getValueType(DL, SrcVTy).getSimpleVT() &&
 859       LT.second.getVectorNumElements() == NumElem)
 860     // Promotion requires expand/truncate for data and a shuffle for mask.
 861     Cost += getShuffleCost(TTI::SK_Alternate, SrcVTy, 0, 0) +
 862             getShuffleCost(TTI::SK_Alternate, MaskTy, 0, 0);
 863
 864   else if (LT.second.getVectorNumElements() > NumElem) {
 865     VectorType *NewMaskTy = VectorType::get(MaskTy->getVectorElementType(),
 866                                             LT.second.getVectorNumElements());
 867     // Expanding requires fill mask with zeroes
 868     Cost += getShuffleCost(TTI::SK_InsertSubvector, NewMaskTy, 0, MaskTy);
 869   }
 870   if (!ST->hasAVX512())
 871     return Cost + LT.first*4; // Each maskmov costs 4
 872
 873   // AVX-512 masked load/store is cheapper
 874   return Cost+LT.first;
 875 }
 876
 877 unsigned X86TTIImpl::getAddressComputationCost(Type *Ty, bool IsComplex) {
 878   // Address computations in vectorized code with non-consecutive addresses will
 879   // likely result in more instructions compared to scalar code where the
 880   // computation can more often be merged into the index mode. The resulting
 881   // extra micro-ops can significantly decrease throughput.
 882   unsigned NumVectorInstToHideOverhead = 10;
 883
 884   if (Ty->isVectorTy() && IsComplex)
 885     return NumVectorInstToHideOverhead;
 886
 887   return BaseT::getAddressComputationCost(Ty, IsComplex);
 888 }
 889
 890 unsigned X86TTIImpl::getReductionCost(unsigned Opcode, Type *ValTy,
 891                                       bool IsPairwise) {
 892
 893   std::pair<unsigned, MVT> LT = TLI->getTypeLegalizationCost(DL, ValTy);
 894
 895   MVT MTy = LT.second;
 896
 897   int ISD = TLI->InstructionOpcodeToISD(Opcode);
 898   assert(ISD && "Invalid opcode");
 899
 900   // We use the Intel Architecture Code Analyzer(IACA) to measure the throughput
 901   // and make it as the cost.
 902
 903   static const CostTblEntry<MVT::SimpleValueType> SSE42CostTblPairWise[] = {
 904     { ISD::FADD,  MVT::v2f64,   2 },
 905     { ISD::FADD,  MVT::v4f32,   4 },
 906     { ISD::ADD,   MVT::v2i64,   2 },      // The data reported by the IACA tool is "1.6".
 907     { ISD::ADD,   MVT::v4i32,   3 },      // The data reported by the IACA tool is "3.5".
 908     { ISD::ADD,   MVT::v8i16,   5 },
 909   };
 910
 911   static const CostTblEntry<MVT::SimpleValueType> AVX1CostTblPairWise[] = {
 912     { ISD::FADD,  MVT::v4f32,   4 },
 913     { ISD::FADD,  MVT::v4f64,   5 },
 914     { ISD::FADD,  MVT::v8f32,   7 },
 915     { ISD::ADD,   MVT::v2i64,   1 },      // The data reported by the IACA tool is "1.5".
 916     { ISD::ADD,   MVT::v4i32,   3 },      // The data reported by the IACA tool is "3.5".
 917     { ISD::ADD,   MVT::v4i64,   5 },      // The data reported by the IACA tool is "4.8".
 918     { ISD::ADD,   MVT::v8i16,   5 },
 919     { ISD::ADD,   MVT::v8i32,   5 },
 920   };
 921
 922   static const CostTblEntry<MVT::SimpleValueType> SSE42CostTblNoPairWise[] = {
 923     { ISD::FADD,  MVT::v2f64,   2 },
 924     { ISD::FADD,  MVT::v4f32,   4 },
 925     { ISD::ADD,   MVT::v2i64,   2 },      // The data reported by the IACA tool is "1.6".
 926     { ISD::ADD,   MVT::v4i32,   3 },      // The data reported by the IACA tool is "3.3".
 927     { ISD::ADD,   MVT::v8i16,   4 },      // The data reported by the IACA tool is "4.3".
 928   };
 929
 930   static const CostTblEntry<MVT::SimpleValueType> AVX1CostTblNoPairWise[] = {
 931     { ISD::FADD,  MVT::v4f32,   3 },
 932     { ISD::FADD,  MVT::v4f64,   3 },
 933     { ISD::FADD,  MVT::v8f32,   4 },
 934     { ISD::ADD,   MVT::v2i64,   1 },      // The data reported by the IACA tool is "1.5".
 935     { ISD::ADD,   MVT::v4i32,   3 },      // The data reported by the IACA tool is "2.8".
 936     { ISD::ADD,   MVT::v4i64,   3 },
 937     { ISD::ADD,   MVT::v8i16,   4 },
 938     { ISD::ADD,   MVT::v8i32,   5 },
 939   };
 940
 941   if (IsPairwise) {
 942     if (ST->hasAVX()) {
 943       int Idx = CostTableLookup(AVX1CostTblPairWise, ISD, MTy);
 944       if (Idx != -1)
 945         return LT.first * AVX1CostTblPairWise[Idx].Cost;
 946     }
 947
 948     if (ST->hasSSE42()) {
 949       int Idx = CostTableLookup(SSE42CostTblPairWise, ISD, MTy);
 950       if (Idx != -1)
 951         return LT.first * SSE42CostTblPairWise[Idx].Cost;
 952     }
 953   } else {
 954     if (ST->hasAVX()) {
 955       int Idx = CostTableLookup(AVX1CostTblNoPairWise, ISD, MTy);
 956       if (Idx != -1)
 957         return LT.first * AVX1CostTblNoPairWise[Idx].Cost;
 958     }
 959
 960     if (ST->hasSSE42()) {
 961       int Idx = CostTableLookup(SSE42CostTblNoPairWise, ISD, MTy);
 962       if (Idx != -1)
 963         return LT.first * SSE42CostTblNoPairWise[Idx].Cost;
 964     }
 965   }
 966
 967   return BaseT::getReductionCost(Opcode, ValTy, IsPairwise);
 968 }
 969
 970 /// \brief Calculate the cost of materializing a 64-bit value. This helper
 971 /// method might only calculate a fraction of a larger immediate. Therefore it
 972 /// is valid to return a cost of ZERO.
 973 unsigned X86TTIImpl::getIntImmCost(int64_t Val) {
 974   if (Val == 0)
 975     return TTI::TCC_Free;
 976
 977   if (isInt<32>(Val))
 978     return TTI::TCC_Basic;
 979
 980   return 2 * TTI::TCC_Basic;
 981 }
 982
 983 unsigned X86TTIImpl::getIntImmCost(const APInt &Imm, Type *Ty) {
 984   assert(Ty->isIntegerTy());
 985
 986   unsigned BitSize = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
 987   if (BitSize == 0)
 988     return ~0U;
 989
 990   // Never hoist constants larger than 128bit, because this might lead to
 991   // incorrect code generation or assertions in codegen.
 992   // Fixme: Create a cost model for types larger than i128 once the codegen
 993   // issues have been fixed.
 994   if (BitSize > 128)
 995     return TTI::TCC_Free;
 996
 997   if (Imm == 0)
 998     return TTI::TCC_Free;
 999
1000   // Sign-extend all constants to a multiple of 64-bit.
1001   APInt ImmVal = Imm;
1002   if (BitSize & 0x3f)
1003     ImmVal = Imm.sext((BitSize + 63) & ~0x3fU);
1004
1005   // Split the constant into 64-bit chunks and calculate the cost for each
1006   // chunk.
1007   unsigned Cost = 0;
1008   for (unsigned ShiftVal = 0; ShiftVal < BitSize; ShiftVal += 64) {
1009     APInt Tmp = ImmVal.ashr(ShiftVal).sextOrTrunc(64);
1010     int64_t Val = Tmp.getSExtValue();
1011     Cost += getIntImmCost(Val);
1012   }
1013   // We need at least one instruction to materialze the constant.
1014   return std::max(1U, Cost);
1015 }
1016
1017 unsigned X86TTIImpl::getIntImmCost(unsigned Opcode, unsigned Idx,
1018                                    const APInt &Imm, Type *Ty) {
1019   assert(Ty->isIntegerTy());
1020
1021   unsigned BitSize = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
1022   // There is no cost model for constants with a bit size of 0. Return TCC_Free
1023   // here, so that constant hoisting will ignore this constant.
1024   if (BitSize == 0)
1025     return TTI::TCC_Free;
1026
1027   unsigned ImmIdx = ~0U;
1028   switch (Opcode) {
1029   default:
1030     return TTI::TCC_Free;
1031   case Instruction::GetElementPtr:
1032     // Always hoist the base address of a GetElementPtr. This prevents the
1033     // creation of new constants for every base constant that gets constant
1034     // folded with the offset.
1035     if (Idx == 0)
1036       return 2 * TTI::TCC_Basic;
1037     return TTI::TCC_Free;
1038   case Instruction::Store:
1039     ImmIdx = 0;
1040     break;
1041   case Instruction::Add:
1042   case Instruction::Sub:
1043   case Instruction::Mul:
1044   case Instruction::UDiv:
1045   case Instruction::SDiv:
1046   case Instruction::URem:
1047   case Instruction::SRem:
1048   case Instruction::And:
1049   case Instruction::Or:
1050   case Instruction::Xor:
1051   case Instruction::ICmp:
1052     ImmIdx = 1;
1053     break;
1054   // Always return TCC_Free for the shift value of a shift instruction.
1055   case Instruction::Shl:
1056   case Instruction::LShr:
1057   case Instruction::AShr:
1058     if (Idx == 1)
1059       return TTI::TCC_Free;
1060     break;
1061   case Instruction::Trunc:
1062   case Instruction::ZExt:
1063   case Instruction::SExt:
1064   case Instruction::IntToPtr:
1065   case Instruction::PtrToInt:
1066   case Instruction::BitCast:
1067   case Instruction::PHI:
1068   case Instruction::Call:
1069   case Instruction::Select:
1070   case Instruction::Ret:
1071   case Instruction::Load:
1072     break;
1073   }
1074
1075   if (Idx == ImmIdx) {
1076     unsigned NumConstants = (BitSize + 63) / 64;
1077     unsigned Cost = X86TTIImpl::getIntImmCost(Imm, Ty);
1078     return (Cost <= NumConstants * TTI::TCC_Basic)
1079                ? static_cast<unsigned>(TTI::TCC_Free)
1080                : Cost;
1081   }
1082
1083   return X86TTIImpl::getIntImmCost(Imm, Ty);
1084 }
1085
1086 unsigned X86TTIImpl::getIntImmCost(Intrinsic::ID IID, unsigned Idx,
1087                                    const APInt &Imm, Type *Ty) {
1088   assert(Ty->isIntegerTy());
1089
1090   unsigned BitSize = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
1091   // There is no cost model for constants with a bit size of 0. Return TCC_Free
1092   // here, so that constant hoisting will ignore this constant.
1093   if (BitSize == 0)
1094     return TTI::TCC_Free;
1095
1096   switch (IID) {
1097   default:
1098     return TTI::TCC_Free;
1099   case Intrinsic::sadd_with_overflow:
1100   case Intrinsic::uadd_with_overflow:
1101   case Intrinsic::ssub_with_overflow:
1102   case Intrinsic::usub_with_overflow:
1103   case Intrinsic::smul_with_overflow:
1104   case Intrinsic::umul_with_overflow:
1105     if ((Idx == 1) && Imm.getBitWidth() <= 64 && isInt<32>(Imm.getSExtValue()))
1106       return TTI::TCC_Free;
1107     break;
1108   case Intrinsic::experimental_stackmap:
1109     if ((Idx < 2) || (Imm.getBitWidth() <= 64 && isInt<64>(Imm.getSExtValue())))
1110       return TTI::TCC_Free;
1111     break;
1112   case Intrinsic::experimental_patchpoint_void:
1113   case Intrinsic::experimental_patchpoint_i64:
1114     if ((Idx < 4) || (Imm.getBitWidth() <= 64 && isInt<64>(Imm.getSExtValue())))
1115       return TTI::TCC_Free;
1116     break;
1117   }
1118   return X86TTIImpl::getIntImmCost(Imm, Ty);
1119 }
1120
1121 bool X86TTIImpl::isLegalMaskedLoad(Type *DataTy, int Consecutive) {
1122   int DataWidth = DataTy->getPrimitiveSizeInBits();
1123
1124   // Todo: AVX512 allows gather/scatter, works with strided and random as well
1125   if ((DataWidth < 32) || (Consecutive == 0))
1126     return false;
1127   if (ST->hasAVX512() || ST->hasAVX2())
1128     return true;
1129   return false;
1130 }
1131
1132 bool X86TTIImpl::isLegalMaskedStore(Type *DataType, int Consecutive) {
1133   return isLegalMaskedLoad(DataType, Consecutive);
1134 }
1135
1136 bool X86TTIImpl::hasCompatibleFunctionAttributes(const Function *Caller,
1137                                                  const Function *Callee) const {
1138   const TargetMachine &TM = getTLI()->getTargetMachine();
1139
1140   // Work this as a subsetting of subtarget features.
1141   const FeatureBitset &CallerBits =
1142       TM.getSubtargetImpl(*Caller)->getFeatureBits();
1143   const FeatureBitset &CalleeBits =
1144       TM.getSubtargetImpl(*Callee)->getFeatureBits();
1145
1146   // FIXME: This is likely too limiting as it will include subtarget features
1147   // that we might not care about for inlining, but it is conservatively
1148   // correct.
1149   return (CallerBits & CalleeBits) == CalleeBits;
1150 }