[x86] lower calls to fmin and llvm.minnum.* using minss/minsd/minps/minpd (PR24475)
[oota-llvm.git] / lib / Target / X86 / X86TargetTransformInfo.cpp
index 69b541f2d5df609a25fc5d1a6993fa63946deddb..2e7bbb2087430e85901e48992bfb1355743c9fbd 100644 (file)
@@ -115,8 +115,7 @@ int X86TTIImpl::getArithmeticInstrCost(
     return Cost;
   }
 
-  static const CostTblEntry<MVT::SimpleValueType>
-  AVX2UniformConstCostTable[] = {
+  static const CostTblEntry AVX2UniformConstCostTable[] = {
     { ISD::SRA,  MVT::v4i64,   4 }, // 2 x psrad + shuffle.
 
     { ISD::SDIV, MVT::v16i16,  6 }, // vpmulhw sequence
@@ -132,7 +131,7 @@ int X86TTIImpl::getArithmeticInstrCost(
       return LT.first * Entry->Cost;
   }
 
-  static const CostTblEntry<MVT::SimpleValueType> AVX512CostTable[] = {
+  static const CostTblEntry AVX512CostTable[] = {
     { ISD::SHL,     MVT::v16i32,    1 },
     { ISD::SRL,     MVT::v16i32,    1 },
     { ISD::SRA,     MVT::v16i32,    1 },
@@ -146,7 +145,7 @@ int X86TTIImpl::getArithmeticInstrCost(
       return LT.first * Entry->Cost;
   }
 
-  static const CostTblEntry<MVT::SimpleValueType> AVX2CostTable[] = {
+  static const CostTblEntry AVX2CostTable[] = {
     // Shifts on v4i64/v8i32 on AVX2 is legal even though we declare to
     // customize them to detect the cases where shift amount is a scalar one.
     { ISD::SHL,     MVT::v4i32,    1 },
@@ -174,7 +173,7 @@ int X86TTIImpl::getArithmeticInstrCost(
       return LT.first * Entry->Cost;
   }
 
-  static const CostTblEntry<MVT::SimpleValueType> XOPCostTable[] = {
+  static const CostTblEntry XOPCostTable[] = {
     // 128bit shifts take 1cy, but right shifts require negation beforehand.
     { ISD::SHL,     MVT::v16i8,    1 },
     { ISD::SRL,     MVT::v16i8,    2 },
@@ -209,7 +208,7 @@ int X86TTIImpl::getArithmeticInstrCost(
       return LT.first * Entry->Cost;
   }
 
-  static const CostTblEntry<MVT::SimpleValueType> AVX2CustomCostTable[] = {
+  static const CostTblEntry AVX2CustomCostTable[] = {
     { ISD::SHL,  MVT::v32i8,      11 }, // vpblendvb sequence.
     { ISD::SHL,  MVT::v16i16,     10 }, // extend/vpsrlvd/pack sequence.
 
@@ -239,7 +238,7 @@ int X86TTIImpl::getArithmeticInstrCost(
       return LT.first * Entry->Cost;
   }
 
-  static const CostTblEntry<MVT::SimpleValueType>
+  static const CostTblEntry
   SSE2UniformConstCostTable[] = {
     // We don't correctly identify costs of casts because they are marked as
     // custom.
@@ -310,7 +309,7 @@ int X86TTIImpl::getArithmeticInstrCost(
       ISD = ISD::MUL;
   }
 
-  static const CostTblEntry<MVT::SimpleValueType> SSE2CostTable[] = {
+  static const CostTblEntry SSE2CostTable[] = {
     // We don't correctly identify costs of casts because they are marked as
     // custom.
     // For some cases, where the shift amount is a scalar we would be able
@@ -367,7 +366,7 @@ int X86TTIImpl::getArithmeticInstrCost(
       return LT.first * Entry->Cost;
   }
 
-  static const CostTblEntry<MVT::SimpleValueType> AVX1CostTable[] = {
+  static const CostTblEntry AVX1CostTable[] = {
     // We don't have to scalarize unsupported ops. We can issue two half-sized
     // operations and we only need to extract the upper YMM half.
     // Two ops + 1 extract + 1 insert = 4.
@@ -394,7 +393,7 @@ int X86TTIImpl::getArithmeticInstrCost(
   }
 
   // Custom lowering of vectors.
-  static const CostTblEntry<MVT::SimpleValueType> CustomLowered[] = {
+  static const CostTblEntry CustomLowered[] = {
     // A v2i64/v4i64 and multiply is custom lowered as a series of long
     // multiplies(3), shifts(4) and adds(2).
     { ISD::MUL,     MVT::v2i64,    9 },
@@ -439,7 +438,7 @@ int X86TTIImpl::getShuffleCost(TTI::ShuffleKind Kind, Type *Tp, int Index,
     if (ST->hasAVX2() && LT.second == MVT::v16i16)
       return LT.first;
 
-    static const CostTblEntry<MVT::SimpleValueType> AVXAltShuffleTbl[] = {
+    static const CostTblEntry AVXAltShuffleTbl[] = {
       {ISD::VECTOR_SHUFFLE, MVT::v4i64, 1},  // vblendpd
       {ISD::VECTOR_SHUFFLE, MVT::v4f64, 1},  // vblendpd
 
@@ -460,7 +459,7 @@ int X86TTIImpl::getShuffleCost(TTI::ShuffleKind Kind, Type *Tp, int Index,
                                               ISD::VECTOR_SHUFFLE, LT.second))
         return LT.first * Entry->Cost;
 
-    static const CostTblEntry<MVT::SimpleValueType> SSE41AltShuffleTbl[] = {
+    static const CostTblEntry SSE41AltShuffleTbl[] = {
       // These are lowered into movsd.
       {ISD::VECTOR_SHUFFLE, MVT::v2i64, 1},
       {ISD::VECTOR_SHUFFLE, MVT::v2f64, 1},
@@ -483,7 +482,7 @@ int X86TTIImpl::getShuffleCost(TTI::ShuffleKind Kind, Type *Tp, int Index,
                                               LT.second))
         return LT.first * Entry->Cost;
 
-    static const CostTblEntry<MVT::SimpleValueType> SSSE3AltShuffleTbl[] = {
+    static const CostTblEntry SSSE3AltShuffleTbl[] = {
       {ISD::VECTOR_SHUFFLE, MVT::v2i64, 1},  // movsd
       {ISD::VECTOR_SHUFFLE, MVT::v2f64, 1},  // movsd
 
@@ -501,7 +500,7 @@ int X86TTIImpl::getShuffleCost(TTI::ShuffleKind Kind, Type *Tp, int Index,
                                               ISD::VECTOR_SHUFFLE, LT.second))
         return LT.first * Entry->Cost;
 
-    static const CostTblEntry<MVT::SimpleValueType> SSEAltShuffleTbl[] = {
+    static const CostTblEntry SSEAltShuffleTbl[] = {
       {ISD::VECTOR_SHUFFLE, MVT::v2i64, 1},  // movsd
       {ISD::VECTOR_SHUFFLE, MVT::v2f64, 1},  // movsd
 
@@ -529,18 +528,34 @@ int X86TTIImpl::getCastInstrCost(unsigned Opcode, Type *Dst, Type *Src) {
   int ISD = TLI->InstructionOpcodeToISD(Opcode);
   assert(ISD && "Invalid opcode");
 
-  static const TypeConversionCostTblEntry<MVT::SimpleValueType>
-  AVX512ConversionTbl[] = {
+  // FIXME: Need a better design of the cost table to handle non-simple types of
+  // potential massive combinations (elem_num x src_type x dst_type).
+
+  static const TypeConversionCostTblEntry AVX512DQConversionTbl[] = {
+    { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v2f64,  MVT::v2i64,  1 },
+    { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v4f64,  MVT::v4i64,  1 },
+    { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v8f64,  MVT::v8i64,  1 },
+    { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v2f32,  MVT::v2i64,  1 },
+    { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v4f32,  MVT::v4i64,  1 },
+    { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v8f32,  MVT::v8i64,  1 },
+
+    { ISD::FP_TO_UINT,  MVT::v2i64, MVT::v2f64, 1 },
+    { ISD::FP_TO_UINT,  MVT::v4i64, MVT::v4f64, 1 },
+    { ISD::FP_TO_UINT,  MVT::v8i64, MVT::v8f64, 1 },
+    { ISD::FP_TO_UINT,  MVT::v2i64, MVT::v2f32, 1 },
+    { ISD::FP_TO_UINT,  MVT::v4i64, MVT::v4f32, 1 },
+    { ISD::FP_TO_UINT,  MVT::v8i64, MVT::v8f32, 1 },
+  };
+
+  static const TypeConversionCostTblEntry AVX512FConversionTbl[] = {
     { ISD::FP_EXTEND, MVT::v8f64,   MVT::v8f32,  1 },
     { ISD::FP_EXTEND, MVT::v8f64,   MVT::v16f32, 3 },
     { ISD::FP_ROUND,  MVT::v8f32,   MVT::v8f64,  1 },
-    { ISD::FP_ROUND,  MVT::v16f32,  MVT::v8f64,  3 },
 
     { ISD::TRUNCATE,  MVT::v16i8,   MVT::v16i32, 1 },
     { ISD::TRUNCATE,  MVT::v16i16,  MVT::v16i32, 1 },
     { ISD::TRUNCATE,  MVT::v8i16,   MVT::v8i64,  1 },
     { ISD::TRUNCATE,  MVT::v8i32,   MVT::v8i64,  1 },
-    { ISD::TRUNCATE,  MVT::v16i32,  MVT::v8i64,  4 },
 
     // v16i1 -> v16i32 - load + broadcast
     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v16i32, MVT::v16i1,  2 },
@@ -550,20 +565,49 @@ int X86TTIImpl::getCastInstrCost(unsigned Opcode, Type *Dst, Type *Src) {
     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v16i32, MVT::v16i8,  1 },
     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v16i32, MVT::v16i16, 1 },
     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v16i32, MVT::v16i16, 1 },
-    { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v8i64,  MVT::v16i32, 3 },
-    { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v8i64,  MVT::v16i32, 3 },
+    { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v8i64,  MVT::v8i32,  1 },
+    { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v8i64,  MVT::v8i32,  1 },
+    { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v8i64,  MVT::v8i16,  1 },
+    { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v8i64,  MVT::v8i16,  1 },
 
     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v16f32, MVT::v16i1,  3 },
     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v16f32, MVT::v16i8,  2 },
     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v16f32, MVT::v16i16, 2 },
     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v16f32, MVT::v16i32, 1 },
     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v8f64,  MVT::v8i1,   4 },
+    { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v8f64,  MVT::v8i8,   2 },
     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v8f64,  MVT::v8i16,  2 },
     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v8f64,  MVT::v8i32,  1 },
+
+    { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v16f32, MVT::v16i1,  3 },
+    { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v16f32, MVT::v16i8,  2 },
+    { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v16f32, MVT::v16i16, 2 },
+    { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v16f32, MVT::v16i32, 1 },
+    { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v8f32,  MVT::v8i32,  1 },
+    { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v4f32,  MVT::v4i32,  1 },
+    { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v8f64,  MVT::v8i1,   4 },
+    { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v8f64,  MVT::v8i16,  2 },
+    { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v8f64,  MVT::v8i32,  1 },
+    { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v8f64,  MVT::v8i8,   2 },
+    { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v8f32,  MVT::v8i8,   2 },
+    { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v8f32,  MVT::v8i16,  2 },
+    { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v4f64,  MVT::v4i8,   2 },
+    { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v4f64,  MVT::v4i16,  2 },
+    { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v4f64,  MVT::v4i32,  1 },
+    { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v2f64,  MVT::v2i8,   2 },
+    { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v2f64,  MVT::v2i16,  5 },
+    { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v2f32,  MVT::v2i32,  2 },
+    { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v2f64,  MVT::v2i64,  5 },
+    { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v4f64,  MVT::v4i64, 12 },
+    { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v8f64,  MVT::v8i64, 26 },
+
+    { ISD::FP_TO_UINT,  MVT::v2i32,  MVT::v2f32,  1 },
+    { ISD::FP_TO_UINT,  MVT::v4i32,  MVT::v4f32,  1 },
+    { ISD::FP_TO_UINT,  MVT::v8i32,  MVT::v8f32,  1 },
+    { ISD::FP_TO_UINT,  MVT::v16i32, MVT::v16f32, 1 },
   };
 
-  static const TypeConversionCostTblEntry<MVT::SimpleValueType>
-  AVX2ConversionTbl[] = {
+  static const TypeConversionCostTblEntry AVX2ConversionTbl[] = {
     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v16i16, MVT::v16i8,  1 },
     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v16i16, MVT::v16i8,  1 },
     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v8i32,  MVT::v8i1,   3 },
@@ -594,8 +638,7 @@ int X86TTIImpl::getCastInstrCost(unsigned Opcode, Type *Dst, Type *Src) {
     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v8f32,  MVT::v8i32,  8 },
   };
 
-  static const TypeConversionCostTblEntry<MVT::SimpleValueType>
-  AVXConversionTbl[] = {
+  static const TypeConversionCostTblEntry AVXConversionTbl[] = {
     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v16i16, MVT::v16i8, 4 },
     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v16i16, MVT::v16i8, 4 },
     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v8i32,  MVT::v8i1,  7 },
@@ -665,8 +708,38 @@ int X86TTIImpl::getCastInstrCost(unsigned Opcode, Type *Dst, Type *Src) {
     { ISD::FP_TO_UINT,  MVT::v4i32, MVT::v4f64, 4*4 },
   };
 
-  static const TypeConversionCostTblEntry<MVT::SimpleValueType>
-  SSE2ConvTbl[] = {
+  static const TypeConversionCostTblEntry SSE41ConversionTbl[] = {
+    { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v16i32, MVT::v16i16, 4 },
+    { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v16i32, MVT::v16i16, 4 },
+    { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v8i32,  MVT::v8i16,  2 },
+    { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v8i32,  MVT::v8i16,  2 },
+    { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v4i32,  MVT::v4i16,  1 },
+    { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v4i32,  MVT::v4i16,  1 },
+    { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v16i32, MVT::v16i8,  4 },
+    { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v16i32, MVT::v16i8,  4 },
+    { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v8i32,  MVT::v8i8,   2 },
+    { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v8i32,  MVT::v8i8,   2 },
+    { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v4i32,  MVT::v4i8,   1 },
+    { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v4i32,  MVT::v4i8,   1 },
+    { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v16i16, MVT::v16i8,  2 },
+    { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v16i16, MVT::v16i8,  2 },
+    { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v8i16,  MVT::v8i8,   1 },
+    { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v8i16,  MVT::v8i8,   1 },
+    { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v4i16,  MVT::v4i8,   1 },
+    { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v4i16,  MVT::v4i8,   2 },
+
+    { ISD::TRUNCATE,    MVT::v16i16, MVT::v16i32, 6 },
+    { ISD::TRUNCATE,    MVT::v8i16,  MVT::v8i32,  3 },
+    { ISD::TRUNCATE,    MVT::v4i16,  MVT::v4i32,  1 },
+    { ISD::TRUNCATE,    MVT::v16i8,  MVT::v16i32, 30 },
+    { ISD::TRUNCATE,    MVT::v8i8,   MVT::v8i32,  3 },
+    { ISD::TRUNCATE,    MVT::v4i8,   MVT::v4i32,  1 },
+    { ISD::TRUNCATE,    MVT::v16i8,  MVT::v16i16, 3 },
+    { ISD::TRUNCATE,    MVT::v8i8,   MVT::v8i16,  1 },
+    { ISD::TRUNCATE,    MVT::v4i8,   MVT::v4i16,  2 },
+  };
+
+  static const TypeConversionCostTblEntry SSE2ConversionTbl[] = {
     // These are somewhat magic numbers justified by looking at the output of
     // Intel's IACA, running some kernels and making sure when we take
     // legalization into account the throughput will be overestimated.
@@ -687,23 +760,46 @@ int X86TTIImpl::getCastInstrCost(unsigned Opcode, Type *Dst, Type *Src) {
     { ISD::SINT_TO_FP, MVT::v4f32, MVT::v4i32, 15 },
     { ISD::SINT_TO_FP, MVT::v4f32, MVT::v8i16, 15 },
     { ISD::SINT_TO_FP, MVT::v4f32, MVT::v16i8, 8 },
+
+    { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v16i32, MVT::v16i16, 6 },
+    { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v16i32, MVT::v16i16, 8 },
+    { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v8i32,  MVT::v8i16,  3 },
+    { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v8i32,  MVT::v8i16,  4 },
+    { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v4i32,  MVT::v4i16,  1 },
+    { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v4i32,  MVT::v4i16,  2 },
+    { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v16i32, MVT::v16i8,  9 },
+    { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v16i32, MVT::v16i8,  12 },
+    { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v8i32,  MVT::v8i8,   6 },
+    { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v8i32,  MVT::v8i8,   6 },
+    { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v4i32,  MVT::v4i8,   2 },
+    { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v4i32,  MVT::v4i8,   3 },
+    { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v16i16, MVT::v16i8,  3 },
+    { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v16i16, MVT::v16i8,  4 },
+    { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v8i16,  MVT::v8i8,   1 },
+    { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v8i16,  MVT::v8i8,   2 },
+    { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v4i16,  MVT::v4i8,   1 },
+    { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v4i16,  MVT::v4i8,   6 },
+
+    { ISD::TRUNCATE,    MVT::v16i16, MVT::v16i32, 10 },
+    { ISD::TRUNCATE,    MVT::v8i16,  MVT::v8i32,  5 },
+    { ISD::TRUNCATE,    MVT::v4i16,  MVT::v4i32,  3 },
+    { ISD::TRUNCATE,    MVT::v16i8,  MVT::v16i32, 7 },
+    { ISD::TRUNCATE,    MVT::v8i8,   MVT::v8i32,  4 },
+    { ISD::TRUNCATE,    MVT::v4i8,   MVT::v4i32,  3 },
+    { ISD::TRUNCATE,    MVT::v16i8,  MVT::v16i16, 3 },
+    { ISD::TRUNCATE,    MVT::v8i8,   MVT::v8i16,  2 },
+    { ISD::TRUNCATE,    MVT::v4i8,   MVT::v4i16,  4 },
   };
 
   std::pair<int, MVT> LTSrc = TLI->getTypeLegalizationCost(DL, Src);
   std::pair<int, MVT> LTDest = TLI->getTypeLegalizationCost(DL, Dst);
 
   if (ST->hasSSE2() && !ST->hasAVX()) {
-    if (const auto *Entry = ConvertCostTableLookup(SSE2ConvTbl, ISD,
+    if (const auto *Entry = ConvertCostTableLookup(SSE2ConversionTbl, ISD,
                                                    LTDest.second, LTSrc.second))
       return LTSrc.first * Entry->Cost;
   }
 
-  if (ST->hasAVX512()) {
-    if (const auto *Entry = ConvertCostTableLookup(AVX512ConversionTbl, ISD,
-                                                   LTDest.second, LTSrc.second))
-      return Entry->Cost;
-  }
-
   EVT SrcTy = TLI->getValueType(DL, Src);
   EVT DstTy = TLI->getValueType(DL, Dst);
 
@@ -711,6 +807,18 @@ int X86TTIImpl::getCastInstrCost(unsigned Opcode, Type *Dst, Type *Src) {
   if (!SrcTy.isSimple() || !DstTy.isSimple())
     return BaseT::getCastInstrCost(Opcode, Dst, Src);
 
+  if (ST->hasDQI())
+    if (const auto *Entry = ConvertCostTableLookup(AVX512DQConversionTbl, ISD,
+                                                   DstTy.getSimpleVT(),
+                                                   SrcTy.getSimpleVT()))
+      return Entry->Cost;
+
+  if (ST->hasAVX512())
+    if (const auto *Entry = ConvertCostTableLookup(AVX512FConversionTbl, ISD,
+                                                   DstTy.getSimpleVT(),
+                                                   SrcTy.getSimpleVT()))
+      return Entry->Cost;
+
   if (ST->hasAVX2()) {
     if (const auto *Entry = ConvertCostTableLookup(AVX2ConversionTbl, ISD,
                                                    DstTy.getSimpleVT(),
@@ -725,6 +833,20 @@ int X86TTIImpl::getCastInstrCost(unsigned Opcode, Type *Dst, Type *Src) {
       return Entry->Cost;
   }
 
+  if (ST->hasSSE41()) {
+    if (const auto *Entry = ConvertCostTableLookup(SSE41ConversionTbl, ISD,
+                                                   DstTy.getSimpleVT(),
+                                                   SrcTy.getSimpleVT()))
+      return Entry->Cost;
+  }
+
+  if (ST->hasSSE2()) {
+    if (const auto *Entry = ConvertCostTableLookup(SSE2ConversionTbl, ISD,
+                                                   DstTy.getSimpleVT(),
+                                                   SrcTy.getSimpleVT()))
+      return Entry->Cost;
+  }
+
   return BaseT::getCastInstrCost(Opcode, Dst, Src);
 }
 
@@ -737,7 +859,7 @@ int X86TTIImpl::getCmpSelInstrCost(unsigned Opcode, Type *ValTy, Type *CondTy) {
   int ISD = TLI->InstructionOpcodeToISD(Opcode);
   assert(ISD && "Invalid opcode");
 
-  static const CostTblEntry<MVT::SimpleValueType> SSE42CostTbl[] = {
+  static const CostTblEntry SSE42CostTbl[] = {
     { ISD::SETCC,   MVT::v2f64,   1 },
     { ISD::SETCC,   MVT::v4f32,   1 },
     { ISD::SETCC,   MVT::v2i64,   1 },
@@ -746,7 +868,7 @@ int X86TTIImpl::getCmpSelInstrCost(unsigned Opcode, Type *ValTy, Type *CondTy) {
     { ISD::SETCC,   MVT::v16i8,   1 },
   };
 
-  static const CostTblEntry<MVT::SimpleValueType> AVX1CostTbl[] = {
+  static const CostTblEntry AVX1CostTbl[] = {
     { ISD::SETCC,   MVT::v4f64,   1 },
     { ISD::SETCC,   MVT::v8f32,   1 },
     // AVX1 does not support 8-wide integer compare.
@@ -756,14 +878,14 @@ int X86TTIImpl::getCmpSelInstrCost(unsigned Opcode, Type *ValTy, Type *CondTy) {
     { ISD::SETCC,   MVT::v32i8,   4 },
   };
 
-  static const CostTblEntry<MVT::SimpleValueType> AVX2CostTbl[] = {
+  static const CostTblEntry AVX2CostTbl[] = {
     { ISD::SETCC,   MVT::v4i64,   1 },
     { ISD::SETCC,   MVT::v8i32,   1 },
     { ISD::SETCC,   MVT::v16i16,  1 },
     { ISD::SETCC,   MVT::v32i8,   1 },
   };
 
-  static const CostTblEntry<MVT::SimpleValueType> AVX512CostTbl[] = {
+  static const CostTblEntry AVX512CostTbl[] = {
     { ISD::SETCC,   MVT::v8i64,   1 },
     { ISD::SETCC,   MVT::v16i32,  1 },
     { ISD::SETCC,   MVT::v8f64,   1 },
@@ -900,8 +1022,9 @@ int X86TTIImpl::getMaskedMemoryOpCost(unsigned Opcode, Type *SrcTy,
 
   // Legalize the type.
   std::pair<int, MVT> LT = TLI->getTypeLegalizationCost(DL, SrcVTy);
+  auto VT = TLI->getValueType(DL, SrcVTy);
   int Cost = 0;
-  if (LT.second != TLI->getValueType(DL, SrcVTy).getSimpleVT() &&
+  if (VT.isSimple() && LT.second != VT.getSimpleVT() &&
       LT.second.getVectorNumElements() == NumElem)
     // Promotion requires expand/truncate for data and a shuffle for mask.
     Cost += getShuffleCost(TTI::SK_Alternate, SrcVTy, 0, nullptr) +
@@ -946,7 +1069,7 @@ int X86TTIImpl::getReductionCost(unsigned Opcode, Type *ValTy,
   // We use the Intel Architecture Code Analyzer(IACA) to measure the throughput
   // and make it as the cost.
 
-  static const CostTblEntry<MVT::SimpleValueType> SSE42CostTblPairWise[] = {
+  static const CostTblEntry SSE42CostTblPairWise[] = {
     { ISD::FADD,  MVT::v2f64,   2 },
     { ISD::FADD,  MVT::v4f32,   4 },
     { ISD::ADD,   MVT::v2i64,   2 },      // The data reported by the IACA tool is "1.6".
@@ -954,7 +1077,7 @@ int X86TTIImpl::getReductionCost(unsigned Opcode, Type *ValTy,
     { ISD::ADD,   MVT::v8i16,   5 },
   };
 
-  static const CostTblEntry<MVT::SimpleValueType> AVX1CostTblPairWise[] = {
+  static const CostTblEntry AVX1CostTblPairWise[] = {
     { ISD::FADD,  MVT::v4f32,   4 },
     { ISD::FADD,  MVT::v4f64,   5 },
     { ISD::FADD,  MVT::v8f32,   7 },
@@ -965,7 +1088,7 @@ int X86TTIImpl::getReductionCost(unsigned Opcode, Type *ValTy,
     { ISD::ADD,   MVT::v8i32,   5 },
   };
 
-  static const CostTblEntry<MVT::SimpleValueType> SSE42CostTblNoPairWise[] = {
+  static const CostTblEntry SSE42CostTblNoPairWise[] = {
     { ISD::FADD,  MVT::v2f64,   2 },
     { ISD::FADD,  MVT::v4f32,   4 },
     { ISD::ADD,   MVT::v2i64,   2 },      // The data reported by the IACA tool is "1.6".
@@ -973,7 +1096,7 @@ int X86TTIImpl::getReductionCost(unsigned Opcode, Type *ValTy,
     { ISD::ADD,   MVT::v8i16,   4 },      // The data reported by the IACA tool is "4.3".
   };
 
-  static const CostTblEntry<MVT::SimpleValueType> AVX1CostTblNoPairWise[] = {
+  static const CostTblEntry AVX1CostTblNoPairWise[] = {
     { ISD::FADD,  MVT::v4f32,   3 },
     { ISD::FADD,  MVT::v4f64,   3 },
     { ISD::FADD,  MVT::v8f32,   4 },
@@ -1076,6 +1199,19 @@ int X86TTIImpl::getIntImmCost(unsigned Opcode, unsigned Idx, const APInt &Imm,
   case Instruction::Store:
     ImmIdx = 0;
     break;
+  case Instruction::ICmp:
+    // This is an imperfect hack to prevent constant hoisting of
+    // compares that might be trying to check if a 64-bit value fits in
+    // 32-bits. The backend can optimize these cases using a right shift by 32.
+    // Ideally we would check the compare predicate here. There also other
+    // similar immediates the backend can use shifts for.
+    if (Idx == 1 && Imm.getBitWidth() == 64) {
+      uint64_t ImmVal = Imm.getZExtValue();
+      if (ImmVal == 0x100000000ULL || ImmVal == 0xffffffff)
+        return TTI::TCC_Free;
+    }
+    ImmIdx = 1;
+    break;
   case Instruction::And:
     // We support 64-bit ANDs with immediates with 32-bits of leading zeroes
     // by using a 32-bit operation with implicit zero extension. Detect such
@@ -1092,7 +1228,6 @@ int X86TTIImpl::getIntImmCost(unsigned Opcode, unsigned Idx, const APInt &Imm,
   case Instruction::SRem:
   case Instruction::Or:
   case Instruction::Xor:
-  case Instruction::ICmp:
     ImmIdx = 1;
     break;
   // Always return TCC_Free for the shift value of a shift instruction.
@@ -1162,12 +1297,146 @@ int X86TTIImpl::getIntImmCost(Intrinsic::ID IID, unsigned Idx, const APInt &Imm,
   return X86TTIImpl::getIntImmCost(Imm, Ty);
 }
 
+// Return an average cost of Gather / Scatter instruction, maybe improved later
+int X86TTIImpl::getGSVectorCost(unsigned Opcode, Type *SrcVTy, Value *Ptr,
+                                unsigned Alignment, unsigned AddressSpace) {
+
+  assert(isa<VectorType>(SrcVTy) && "Unexpected type in getGSVectorCost");
+  unsigned VF = SrcVTy->getVectorNumElements();
+
+  // Try to reduce index size from 64 bit (default for GEP)
+  // to 32. It is essential for VF 16. If the index can't be reduced to 32, the
+  // operation will use 16 x 64 indices which do not fit in a zmm and needs
+  // to split. Also check that the base pointer is the same for all lanes,
+  // and that there's at most one variable index.
+  auto getIndexSizeInBits = [](Value *Ptr, const DataLayout& DL) {
+    unsigned IndexSize = DL.getPointerSizeInBits();
+    GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Ptr);
+    if (IndexSize < 64 || !GEP)
+      return IndexSize;
+    unsigned NumOfVarIndices = 0;
+    Value *Ptrs = GEP->getPointerOperand();
+    if (Ptrs->getType()->isVectorTy() && !getSplatValue(Ptrs))
+      return IndexSize;
+    for (unsigned i = 1; i < GEP->getNumOperands(); ++i) {
+      if (isa<Constant>(GEP->getOperand(i)))
+        continue;
+      Type *IndxTy = GEP->getOperand(i)->getType();
+      if (IndxTy->isVectorTy())
+        IndxTy = IndxTy->getVectorElementType();
+      if ((IndxTy->getPrimitiveSizeInBits() == 64 &&
+          !isa<SExtInst>(GEP->getOperand(i))) ||
+         ++NumOfVarIndices > 1)
+        return IndexSize; // 64
+    }
+    return (unsigned)32;
+  };
+
+
+  // Trying to reduce IndexSize to 32 bits for vector 16.
+  // By default the IndexSize is equal to pointer size.
+  unsigned IndexSize = (VF >= 16) ? getIndexSizeInBits(Ptr, DL) :
+    DL.getPointerSizeInBits();
+
+  Type *IndexVTy = VectorType::get(IntegerType::get(getGlobalContext(),
+                                                    IndexSize), VF);
+  std::pair<int, MVT> IdxsLT = TLI->getTypeLegalizationCost(DL, IndexVTy);
+  std::pair<int, MVT> SrcLT = TLI->getTypeLegalizationCost(DL, SrcVTy);
+  int SplitFactor = std::max(IdxsLT.first, SrcLT.first);
+  if (SplitFactor > 1) {
+    // Handle splitting of vector of pointers
+    Type *SplitSrcTy = VectorType::get(SrcVTy->getScalarType(), VF / SplitFactor);
+    return SplitFactor * getGSVectorCost(Opcode, SplitSrcTy, Ptr, Alignment,
+                                         AddressSpace);
+  }
+
+  // The gather / scatter cost is given by Intel architects. It is a rough
+  // number since we are looking at one instruction in a time.
+  const int GSOverhead = 2;
+  return GSOverhead + VF * getMemoryOpCost(Opcode, SrcVTy->getScalarType(),
+                                           Alignment, AddressSpace);
+}
+
+/// Return the cost of full scalarization of gather / scatter operation.
+///
+/// Opcode - Load or Store instruction.
+/// SrcVTy - The type of the data vector that should be gathered or scattered.
+/// VariableMask - The mask is non-constant at compile time.
+/// Alignment - Alignment for one element.
+/// AddressSpace - pointer[s] address space.
+///
+int X86TTIImpl::getGSScalarCost(unsigned Opcode, Type *SrcVTy,
+                                bool VariableMask, unsigned Alignment,
+                                unsigned AddressSpace) {
+  unsigned VF = SrcVTy->getVectorNumElements();
+
+  int MaskUnpackCost = 0;
+  if (VariableMask) {
+    VectorType *MaskTy =
+      VectorType::get(Type::getInt1Ty(getGlobalContext()), VF);
+    MaskUnpackCost = getScalarizationOverhead(MaskTy, false, true);
+    int ScalarCompareCost =
+      getCmpSelInstrCost(Instruction::ICmp, Type::getInt1Ty(getGlobalContext()),
+                         nullptr);
+    int BranchCost = getCFInstrCost(Instruction::Br);
+    MaskUnpackCost += VF * (BranchCost + ScalarCompareCost);
+  }
+
+  // The cost of the scalar loads/stores.
+  int MemoryOpCost = VF * getMemoryOpCost(Opcode, SrcVTy->getScalarType(),
+                                          Alignment, AddressSpace);
+
+  int InsertExtractCost = 0;
+  if (Opcode == Instruction::Load)
+    for (unsigned i = 0; i < VF; ++i)
+      // Add the cost of inserting each scalar load into the vector
+      InsertExtractCost +=
+        getVectorInstrCost(Instruction::InsertElement, SrcVTy, i);
+  else
+    for (unsigned i = 0; i < VF; ++i)
+      // Add the cost of extracting each element out of the data vector
+      InsertExtractCost +=
+        getVectorInstrCost(Instruction::ExtractElement, SrcVTy, i);
+
+  return MemoryOpCost + MaskUnpackCost + InsertExtractCost;
+}
+
+/// Calculate the cost of Gather / Scatter operation
+int X86TTIImpl::getGatherScatterOpCost(unsigned Opcode, Type *SrcVTy,
+                                       Value *Ptr, bool VariableMask,
+                                       unsigned Alignment) {
+  assert(SrcVTy->isVectorTy() && "Unexpected data type for Gather/Scatter");
+  unsigned VF = SrcVTy->getVectorNumElements();
+  PointerType *PtrTy = dyn_cast<PointerType>(Ptr->getType());
+  if (!PtrTy && Ptr->getType()->isVectorTy())
+    PtrTy = dyn_cast<PointerType>(Ptr->getType()->getVectorElementType());
+  assert(PtrTy && "Unexpected type for Ptr argument");
+  unsigned AddressSpace = PtrTy->getAddressSpace();
+
+  bool Scalarize = false;
+  if ((Opcode == Instruction::Load && !isLegalMaskedGather(SrcVTy)) ||
+      (Opcode == Instruction::Store && !isLegalMaskedScatter(SrcVTy)))
+    Scalarize = true;
+  // Gather / Scatter for vector 2 is not profitable on KNL / SKX
+  // Vector-4 of gather/scatter instruction does not exist on KNL.
+  // We can extend it to 8 elements, but zeroing upper bits of
+  // the mask vector will add more instructions. Right now we give the scalar
+  // cost of vector-4 for KNL. TODO: Check, maybe the gather/scatter instruction is
+  // better in the VariableMask case.
+  if (VF == 2 || (VF == 4 && !ST->hasVLX()))
+    Scalarize = true;
+
+  if (Scalarize)
+    return getGSScalarCost(Opcode, SrcVTy, VariableMask, Alignment, AddressSpace);
+
+  return getGSVectorCost(Opcode, SrcVTy, Ptr, Alignment, AddressSpace);
+}
+
 bool X86TTIImpl::isLegalMaskedLoad(Type *DataTy) {
   Type *ScalarTy = DataTy->getScalarType();
-  // TODO: Pointers should also be legal,
-  // but it requires additional support in composing intrinsics name.
-  // getPrimitiveSizeInBits() returns 0 for PointerType
-  int DataWidth = ScalarTy->getPrimitiveSizeInBits();
+  int DataWidth = isa<PointerType>(ScalarTy) ?
+    DL.getPointerSizeInBits() : ScalarTy->getPrimitiveSizeInBits();
 
   return (DataWidth >= 32 && ST->hasAVX2());
 }
@@ -1190,10 +1459,8 @@ bool X86TTIImpl::isLegalMaskedGather(Type *DataTy) {
   if (isa<VectorType>(DataTy) && !isPowerOf2_32(DataTy->getVectorNumElements()))
     return false;
   Type *ScalarTy = DataTy->getScalarType();
-  // TODO: Pointers should also be legal,
-  // but it requires additional support in composing intrinsics name.
-  // getPrimitiveSizeInBits() returns 0 for PointerType
-  int DataWidth = ScalarTy->getPrimitiveSizeInBits();
+  int DataWidth = isa<PointerType>(ScalarTy) ?
+    DL.getPointerSizeInBits() : ScalarTy->getPrimitiveSizeInBits();
 
   // AVX-512 allows gather and scatter
   return DataWidth >= 32 && ST->hasAVX512();