9abbe738dfa04a8985d0c976004aaf352f24f300
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / SelectionDAG / LegalizeVectorOps.cpp
1 //===-- LegalizeVectorOps.cpp - Implement SelectionDAG::LegalizeVectors ---===//
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 implements the SelectionDAG::LegalizeVectors method.
11 //
12 // The vector legalizer looks for vector operations which might need to be
13 // scalarized and legalizes them. This is a separate step from Legalize because
14 // scalarizing can introduce illegal types.  For example, suppose we have an
15 // ISD::SDIV of type v2i64 on x86-32.  The type is legal (for example, addition
16 // on a v2i64 is legal), but ISD::SDIV isn't legal, so we have to unroll the
17 // operation, which introduces nodes with the illegal type i64 which must be
18 // expanded.  Similarly, suppose we have an ISD::SRA of type v16i8 on PowerPC;
19 // the operation must be unrolled, which introduces nodes with the illegal
20 // type i8 which must be promoted.
21 //
22 // This does not legalize vector manipulations like ISD::BUILD_VECTOR,
23 // or operations that happen to take a vector which are custom-lowered;
24 // the legalization for such operations never produces nodes
25 // with illegal types, so it's okay to put off legalizing them until
26 // SelectionDAG::Legalize runs.
27 //
28 //===----------------------------------------------------------------------===//
29
30 #include "llvm/CodeGen/SelectionDAG.h"
31 #include "llvm/Target/TargetLowering.h"
32 using namespace llvm;
33
34 namespace {
35 class VectorLegalizer {
36   SelectionDAG& DAG;
37   const TargetLowering &TLI;
38   bool Changed; // Keep track of whether anything changed
39
40   /// For nodes that are of legal width, and that have more than one use, this
41   /// map indicates what regularized operand to use.  This allows us to avoid
42   /// legalizing the same thing more than once.
43   SmallDenseMap<SDValue, SDValue, 64> LegalizedNodes;
44
45   /// \brief Adds a node to the translation cache.
46   void AddLegalizedOperand(SDValue From, SDValue To) {
47     LegalizedNodes.insert(std::make_pair(From, To));
48     // If someone requests legalization of the new node, return itself.
49     if (From != To)
50       LegalizedNodes.insert(std::make_pair(To, To));
51   }
52
53   /// \brief Legalizes the given node.
54   SDValue LegalizeOp(SDValue Op);
55
56   /// \brief Assuming the node is legal, "legalize" the results.
57   SDValue TranslateLegalizeResults(SDValue Op, SDValue Result);
58
59   /// \brief Implements unrolling a VSETCC.
60   SDValue UnrollVSETCC(SDValue Op);
61
62   /// \brief Implement expand-based legalization of vector operations.
63   ///
64   /// This is just a high-level routine to dispatch to specific code paths for
65   /// operations to legalize them.
66   SDValue Expand(SDValue Op);
67
68   /// \brief Implements expansion for FNEG; falls back to UnrollVectorOp if
69   /// FSUB isn't legal.
70   ///
71   /// Implements expansion for UINT_TO_FLOAT; falls back to UnrollVectorOp if
72   /// SINT_TO_FLOAT and SHR on vectors isn't legal.
73   SDValue ExpandUINT_TO_FLOAT(SDValue Op);
74
75   /// \brief Implement expansion for SIGN_EXTEND_INREG using SRL and SRA.
76   SDValue ExpandSEXTINREG(SDValue Op);
77
78   /// \brief Implement expansion for ANY_EXTEND_VECTOR_INREG.
79   ///
80   /// Shuffles the low lanes of the operand into place and bitcasts to the proper
81   /// type. The contents of the bits in the extended part of each element are
82   /// undef.
83   SDValue ExpandANY_EXTEND_VECTOR_INREG(SDValue Op);
84
85   /// \brief Implement expansion for SIGN_EXTEND_VECTOR_INREG.
86   ///
87   /// Shuffles the low lanes of the operand into place, bitcasts to the proper
88   /// type, then shifts left and arithmetic shifts right to introduce a sign
89   /// extension.
90   SDValue ExpandSIGN_EXTEND_VECTOR_INREG(SDValue Op);
91
92   /// \brief Implement expansion for ZERO_EXTEND_VECTOR_INREG.
93   ///
94   /// Shuffles the low lanes of the operand into place and blends zeros into
95   /// the remaining lanes, finally bitcasting to the proper type.
96   SDValue ExpandZERO_EXTEND_VECTOR_INREG(SDValue Op);
97
98   /// \brief Expand bswap of vectors into a shuffle if legal.
99   SDValue ExpandBSWAP(SDValue Op);
100
101   /// \brief Implement vselect in terms of XOR, AND, OR when blend is not
102   /// supported by the target.
103   SDValue ExpandVSELECT(SDValue Op);
104   SDValue ExpandSELECT(SDValue Op);
105   SDValue ExpandLoad(SDValue Op);
106   SDValue ExpandStore(SDValue Op);
107   SDValue ExpandFNEG(SDValue Op);
108
109   /// \brief Implements vector promotion.
110   ///
111   /// This is essentially just bitcasting the operands to a different type and
112   /// bitcasting the result back to the original type.
113   SDValue Promote(SDValue Op);
114
115   /// \brief Implements [SU]INT_TO_FP vector promotion.
116   ///
117   /// This is a [zs]ext of the input operand to the next size up.
118   SDValue PromoteINT_TO_FP(SDValue Op);
119
120   /// \brief Implements FP_TO_[SU]INT vector promotion of the result type.
121   ///
122   /// It is promoted to the next size up integer type.  The result is then
123   /// truncated back to the original type.
124   SDValue PromoteFP_TO_INT(SDValue Op, bool isSigned);
125
126 public:
127   /// \brief Begin legalizer the vector operations in the DAG.
128   bool Run();
129   VectorLegalizer(SelectionDAG& dag) :
130       DAG(dag), TLI(dag.getTargetLoweringInfo()), Changed(false) {}
131 };
132
133 bool VectorLegalizer::Run() {
134   // Before we start legalizing vector nodes, check if there are any vectors.
135   bool HasVectors = false;
136   for (SelectionDAG::allnodes_iterator I = DAG.allnodes_begin(),
137        E = std::prev(DAG.allnodes_end()); I != std::next(E); ++I) {
138     // Check if the values of the nodes contain vectors. We don't need to check
139     // the operands because we are going to check their values at some point.
140     for (SDNode::value_iterator J = I->value_begin(), E = I->value_end();
141          J != E; ++J)
142       HasVectors |= J->isVector();
143
144     // If we found a vector node we can start the legalization.
145     if (HasVectors)
146       break;
147   }
148
149   // If this basic block has no vectors then no need to legalize vectors.
150   if (!HasVectors)
151     return false;
152
153   // The legalize process is inherently a bottom-up recursive process (users
154   // legalize their uses before themselves).  Given infinite stack space, we
155   // could just start legalizing on the root and traverse the whole graph.  In
156   // practice however, this causes us to run out of stack space on large basic
157   // blocks.  To avoid this problem, compute an ordering of the nodes where each
158   // node is only legalized after all of its operands are legalized.
159   DAG.AssignTopologicalOrder();
160   for (SelectionDAG::allnodes_iterator I = DAG.allnodes_begin(),
161        E = std::prev(DAG.allnodes_end()); I != std::next(E); ++I)
162     LegalizeOp(SDValue(I, 0));
163
164   // Finally, it's possible the root changed.  Get the new root.
165   SDValue OldRoot = DAG.getRoot();
166   assert(LegalizedNodes.count(OldRoot) && "Root didn't get legalized?");
167   DAG.setRoot(LegalizedNodes[OldRoot]);
168
169   LegalizedNodes.clear();
170
171   // Remove dead nodes now.
172   DAG.RemoveDeadNodes();
173
174   return Changed;
175 }
176
177 SDValue VectorLegalizer::TranslateLegalizeResults(SDValue Op, SDValue Result) {
178   // Generic legalization: just pass the operand through.
179   for (unsigned i = 0, e = Op.getNode()->getNumValues(); i != e; ++i)
180     AddLegalizedOperand(Op.getValue(i), Result.getValue(i));
181   return Result.getValue(Op.getResNo());
182 }
183
184 SDValue VectorLegalizer::LegalizeOp(SDValue Op) {
185   // Note that LegalizeOp may be reentered even from single-use nodes, which
186   // means that we always must cache transformed nodes.
187   DenseMap<SDValue, SDValue>::iterator I = LegalizedNodes.find(Op);
188   if (I != LegalizedNodes.end()) return I->second;
189
190   SDNode* Node = Op.getNode();
191
192   // Legalize the operands
193   SmallVector<SDValue, 8> Ops;
194   for (unsigned i = 0, e = Node->getNumOperands(); i != e; ++i)
195     Ops.push_back(LegalizeOp(Node->getOperand(i)));
196
197   SDValue Result = SDValue(DAG.UpdateNodeOperands(Op.getNode(), Ops), 0);
198
199   if (Op.getOpcode() == ISD::LOAD) {
200     LoadSDNode *LD = cast<LoadSDNode>(Op.getNode());
201     ISD::LoadExtType ExtType = LD->getExtensionType();
202     if (LD->getMemoryVT().isVector() && ExtType != ISD::NON_EXTLOAD)
203       switch (TLI.getLoadExtAction(LD->getExtensionType(), LD->getValueType(0),
204                                    LD->getMemoryVT())) {
205       default: llvm_unreachable("This action is not supported yet!");
206       case TargetLowering::Legal:
207         return TranslateLegalizeResults(Op, Result);
208       case TargetLowering::Custom:
209         if (SDValue Lowered = TLI.LowerOperation(Result, DAG)) {
210           Changed = true;
211           if (Lowered->getNumValues() != Op->getNumValues()) {
212             // This expanded to something other than the load. Assume the
213             // lowering code took care of any chain values, and just handle the
214             // returned value.
215             assert(Result.getValue(1).use_empty() &&
216                    "There are still live users of the old chain!");
217             return LegalizeOp(Lowered);
218           } else {
219             return TranslateLegalizeResults(Op, Lowered);
220           }
221         }
222       case TargetLowering::Expand:
223         Changed = true;
224         return LegalizeOp(ExpandLoad(Op));
225       }
226   } else if (Op.getOpcode() == ISD::STORE) {
227     StoreSDNode *ST = cast<StoreSDNode>(Op.getNode());
228     EVT StVT = ST->getMemoryVT();
229     MVT ValVT = ST->getValue().getSimpleValueType();
230     if (StVT.isVector() && ST->isTruncatingStore())
231       switch (TLI.getTruncStoreAction(ValVT, StVT.getSimpleVT())) {
232       default: llvm_unreachable("This action is not supported yet!");
233       case TargetLowering::Legal:
234         return TranslateLegalizeResults(Op, Result);
235       case TargetLowering::Custom:
236         Changed = true;
237         return TranslateLegalizeResults(Op, TLI.LowerOperation(Result, DAG));
238       case TargetLowering::Expand:
239         Changed = true;
240         return LegalizeOp(ExpandStore(Op));
241       }
242   }
243
244   bool HasVectorValue = false;
245   for (SDNode::value_iterator J = Node->value_begin(), E = Node->value_end();
246        J != E;
247        ++J)
248     HasVectorValue |= J->isVector();
249   if (!HasVectorValue)
250     return TranslateLegalizeResults(Op, Result);
251
252   EVT QueryType;
253   switch (Op.getOpcode()) {
254   default:
255     return TranslateLegalizeResults(Op, Result);
256   case ISD::ADD:
257   case ISD::SUB:
258   case ISD::MUL:
259   case ISD::SDIV:
260   case ISD::UDIV:
261   case ISD::SREM:
262   case ISD::UREM:
263   case ISD::FADD:
264   case ISD::FSUB:
265   case ISD::FMUL:
266   case ISD::FDIV:
267   case ISD::FREM:
268   case ISD::AND:
269   case ISD::OR:
270   case ISD::XOR:
271   case ISD::SHL:
272   case ISD::SRA:
273   case ISD::SRL:
274   case ISD::ROTL:
275   case ISD::ROTR:
276   case ISD::BSWAP:
277   case ISD::CTLZ:
278   case ISD::CTTZ:
279   case ISD::CTLZ_ZERO_UNDEF:
280   case ISD::CTTZ_ZERO_UNDEF:
281   case ISD::CTPOP:
282   case ISD::SELECT:
283   case ISD::VSELECT:
284   case ISD::SELECT_CC:
285   case ISD::SETCC:
286   case ISD::ZERO_EXTEND:
287   case ISD::ANY_EXTEND:
288   case ISD::TRUNCATE:
289   case ISD::SIGN_EXTEND:
290   case ISD::FP_TO_SINT:
291   case ISD::FP_TO_UINT:
292   case ISD::FNEG:
293   case ISD::FABS:
294   case ISD::FMINNUM:
295   case ISD::FMAXNUM:
296   case ISD::FCOPYSIGN:
297   case ISD::FSQRT:
298   case ISD::FSIN:
299   case ISD::FCOS:
300   case ISD::FPOWI:
301   case ISD::FPOW:
302   case ISD::FLOG:
303   case ISD::FLOG2:
304   case ISD::FLOG10:
305   case ISD::FEXP:
306   case ISD::FEXP2:
307   case ISD::FCEIL:
308   case ISD::FTRUNC:
309   case ISD::FRINT:
310   case ISD::FNEARBYINT:
311   case ISD::FROUND:
312   case ISD::FFLOOR:
313   case ISD::FP_ROUND:
314   case ISD::FP_EXTEND:
315   case ISD::FMA:
316   case ISD::SIGN_EXTEND_INREG:
317   case ISD::ANY_EXTEND_VECTOR_INREG:
318   case ISD::SIGN_EXTEND_VECTOR_INREG:
319   case ISD::ZERO_EXTEND_VECTOR_INREG:
320     QueryType = Node->getValueType(0);
321     break;
322   case ISD::FP_ROUND_INREG:
323     QueryType = cast<VTSDNode>(Node->getOperand(1))->getVT();
324     break;
325   case ISD::SINT_TO_FP:
326   case ISD::UINT_TO_FP:
327     QueryType = Node->getOperand(0).getValueType();
328     break;
329   }
330
331   switch (TLI.getOperationAction(Node->getOpcode(), QueryType)) {
332   case TargetLowering::Promote:
333     Result = Promote(Op);
334     Changed = true;
335     break;
336   case TargetLowering::Legal:
337     break;
338   case TargetLowering::Custom: {
339     SDValue Tmp1 = TLI.LowerOperation(Op, DAG);
340     if (Tmp1.getNode()) {
341       Result = Tmp1;
342       break;
343     }
344     // FALL THROUGH
345   }
346   case TargetLowering::Expand:
347     Result = Expand(Op);
348   }
349
350   // Make sure that the generated code is itself legal.
351   if (Result != Op) {
352     Result = LegalizeOp(Result);
353     Changed = true;
354   }
355
356   // Note that LegalizeOp may be reentered even from single-use nodes, which
357   // means that we always must cache transformed nodes.
358   AddLegalizedOperand(Op, Result);
359   return Result;
360 }
361
362 SDValue VectorLegalizer::Promote(SDValue Op) {
363   // For a few operations there is a specific concept for promotion based on
364   // the operand's type.
365   switch (Op.getOpcode()) {
366   case ISD::SINT_TO_FP:
367   case ISD::UINT_TO_FP:
368     // "Promote" the operation by extending the operand.
369     return PromoteINT_TO_FP(Op);
370   case ISD::FP_TO_UINT:
371   case ISD::FP_TO_SINT:
372     // Promote the operation by extending the operand.
373     return PromoteFP_TO_INT(Op, Op->getOpcode() == ISD::FP_TO_SINT);
374   }
375
376   // There are currently two cases of vector promotion:
377   // 1) Bitcasting a vector of integers to a different type to a vector of the
378   //    same overall length. For example, x86 promotes ISD::AND on v2i32 to v1i64.
379   // 2) Extending a vector of floats to a vector of the same number oflarger
380   //    floats. For example, AArch64 promotes ISD::FADD on v4f16 to v4f32.
381   MVT VT = Op.getSimpleValueType();
382   assert(Op.getNode()->getNumValues() == 1 &&
383          "Can't promote a vector with multiple results!");
384   MVT NVT = TLI.getTypeToPromoteTo(Op.getOpcode(), VT);
385   SDLoc dl(Op);
386   SmallVector<SDValue, 4> Operands(Op.getNumOperands());
387
388   for (unsigned j = 0; j != Op.getNumOperands(); ++j) {
389     if (Op.getOperand(j).getValueType().isVector())
390       if (Op.getOperand(j)
391               .getValueType()
392               .getVectorElementType()
393               .isFloatingPoint() &&
394           NVT.isVector() && NVT.getVectorElementType().isFloatingPoint())
395         Operands[j] = DAG.getNode(ISD::FP_EXTEND, dl, NVT, Op.getOperand(j));
396       else
397         Operands[j] = DAG.getNode(ISD::BITCAST, dl, NVT, Op.getOperand(j));
398     else
399       Operands[j] = Op.getOperand(j);
400   }
401
402   Op = DAG.getNode(Op.getOpcode(), dl, NVT, Operands);
403   if ((VT.isFloatingPoint() && NVT.isFloatingPoint()) ||
404       (VT.isVector() && VT.getVectorElementType().isFloatingPoint() &&
405        NVT.isVector() && NVT.getVectorElementType().isFloatingPoint()))
406     return DAG.getNode(ISD::FP_ROUND, dl, VT, Op, DAG.getIntPtrConstant(0));
407   else
408     return DAG.getNode(ISD::BITCAST, dl, VT, Op);
409 }
410
411 SDValue VectorLegalizer::PromoteINT_TO_FP(SDValue Op) {
412   // INT_TO_FP operations may require the input operand be promoted even
413   // when the type is otherwise legal.
414   EVT VT = Op.getOperand(0).getValueType();
415   assert(Op.getNode()->getNumValues() == 1 &&
416          "Can't promote a vector with multiple results!");
417
418   // Normal getTypeToPromoteTo() doesn't work here, as that will promote
419   // by widening the vector w/ the same element width and twice the number
420   // of elements. We want the other way around, the same number of elements,
421   // each twice the width.
422   //
423   // Increase the bitwidth of the element to the next pow-of-two
424   // (which is greater than 8 bits).
425
426   EVT NVT = VT.widenIntegerVectorElementType(*DAG.getContext());
427   assert(NVT.isSimple() && "Promoting to a non-simple vector type!");
428   SDLoc dl(Op);
429   SmallVector<SDValue, 4> Operands(Op.getNumOperands());
430
431   unsigned Opc = Op.getOpcode() == ISD::UINT_TO_FP ? ISD::ZERO_EXTEND :
432     ISD::SIGN_EXTEND;
433   for (unsigned j = 0; j != Op.getNumOperands(); ++j) {
434     if (Op.getOperand(j).getValueType().isVector())
435       Operands[j] = DAG.getNode(Opc, dl, NVT, Op.getOperand(j));
436     else
437       Operands[j] = Op.getOperand(j);
438   }
439
440   return DAG.getNode(Op.getOpcode(), dl, Op.getValueType(), Operands);
441 }
442
443 // For FP_TO_INT we promote the result type to a vector type with wider
444 // elements and then truncate the result.  This is different from the default
445 // PromoteVector which uses bitcast to promote thus assumning that the
446 // promoted vector type has the same overall size.
447 SDValue VectorLegalizer::PromoteFP_TO_INT(SDValue Op, bool isSigned) {
448   assert(Op.getNode()->getNumValues() == 1 &&
449          "Can't promote a vector with multiple results!");
450   EVT VT = Op.getValueType();
451
452   EVT NewVT;
453   unsigned NewOpc;
454   while (1) {
455     NewVT = VT.widenIntegerVectorElementType(*DAG.getContext());
456     assert(NewVT.isSimple() && "Promoting to a non-simple vector type!");
457     if (TLI.isOperationLegalOrCustom(ISD::FP_TO_SINT, NewVT)) {
458       NewOpc = ISD::FP_TO_SINT;
459       break;
460     }
461     if (!isSigned && TLI.isOperationLegalOrCustom(ISD::FP_TO_UINT, NewVT)) {
462       NewOpc = ISD::FP_TO_UINT;
463       break;
464     }
465   }
466
467   SDLoc loc(Op);
468   SDValue promoted  = DAG.getNode(NewOpc, SDLoc(Op), NewVT, Op.getOperand(0));
469   return DAG.getNode(ISD::TRUNCATE, SDLoc(Op), VT, promoted);
470 }
471
472
473 SDValue VectorLegalizer::ExpandLoad(SDValue Op) {
474   SDLoc dl(Op);
475   LoadSDNode *LD = cast<LoadSDNode>(Op.getNode());
476   SDValue Chain = LD->getChain();
477   SDValue BasePTR = LD->getBasePtr();
478   EVT SrcVT = LD->getMemoryVT();
479   ISD::LoadExtType ExtType = LD->getExtensionType();
480
481   SmallVector<SDValue, 8> Vals;
482   SmallVector<SDValue, 8> LoadChains;
483   unsigned NumElem = SrcVT.getVectorNumElements();
484
485   EVT SrcEltVT = SrcVT.getScalarType();
486   EVT DstEltVT = Op.getNode()->getValueType(0).getScalarType();
487
488   if (SrcVT.getVectorNumElements() > 1 && !SrcEltVT.isByteSized()) {
489     // When elements in a vector is not byte-addressable, we cannot directly
490     // load each element by advancing pointer, which could only address bytes.
491     // Instead, we load all significant words, mask bits off, and concatenate
492     // them to form each element. Finally, they are extended to destination
493     // scalar type to build the destination vector.
494     EVT WideVT = TLI.getPointerTy();
495
496     assert(WideVT.isRound() &&
497            "Could not handle the sophisticated case when the widest integer is"
498            " not power of 2.");
499     assert(WideVT.bitsGE(SrcEltVT) &&
500            "Type is not legalized?");
501
502     unsigned WideBytes = WideVT.getStoreSize();
503     unsigned Offset = 0;
504     unsigned RemainingBytes = SrcVT.getStoreSize();
505     SmallVector<SDValue, 8> LoadVals;
506
507     while (RemainingBytes > 0) {
508       SDValue ScalarLoad;
509       unsigned LoadBytes = WideBytes;
510
511       if (RemainingBytes >= LoadBytes) {
512         ScalarLoad = DAG.getLoad(WideVT, dl, Chain, BasePTR,
513                                  LD->getPointerInfo().getWithOffset(Offset),
514                                  LD->isVolatile(), LD->isNonTemporal(),
515                                  LD->isInvariant(),
516                                  MinAlign(LD->getAlignment(), Offset),
517                                  LD->getAAInfo());
518       } else {
519         EVT LoadVT = WideVT;
520         while (RemainingBytes < LoadBytes) {
521           LoadBytes >>= 1; // Reduce the load size by half.
522           LoadVT = EVT::getIntegerVT(*DAG.getContext(), LoadBytes << 3);
523         }
524         ScalarLoad = DAG.getExtLoad(ISD::EXTLOAD, dl, WideVT, Chain, BasePTR,
525                                     LD->getPointerInfo().getWithOffset(Offset),
526                                     LoadVT, LD->isVolatile(),
527                                     LD->isNonTemporal(), LD->isInvariant(),
528                                     MinAlign(LD->getAlignment(), Offset),
529                                     LD->getAAInfo());
530       }
531
532       RemainingBytes -= LoadBytes;
533       Offset += LoadBytes;
534       BasePTR = DAG.getNode(ISD::ADD, dl, BasePTR.getValueType(), BasePTR,
535                             DAG.getConstant(LoadBytes, BasePTR.getValueType()));
536
537       LoadVals.push_back(ScalarLoad.getValue(0));
538       LoadChains.push_back(ScalarLoad.getValue(1));
539     }
540
541     // Extract bits, pack and extend/trunc them into destination type.
542     unsigned SrcEltBits = SrcEltVT.getSizeInBits();
543     SDValue SrcEltBitMask = DAG.getConstant((1U << SrcEltBits) - 1, WideVT);
544
545     unsigned BitOffset = 0;
546     unsigned WideIdx = 0;
547     unsigned WideBits = WideVT.getSizeInBits();
548
549     for (unsigned Idx = 0; Idx != NumElem; ++Idx) {
550       SDValue Lo, Hi, ShAmt;
551
552       if (BitOffset < WideBits) {
553         ShAmt = DAG.getConstant(BitOffset, TLI.getShiftAmountTy(WideVT));
554         Lo = DAG.getNode(ISD::SRL, dl, WideVT, LoadVals[WideIdx], ShAmt);
555         Lo = DAG.getNode(ISD::AND, dl, WideVT, Lo, SrcEltBitMask);
556       }
557
558       BitOffset += SrcEltBits;
559       if (BitOffset >= WideBits) {
560         WideIdx++;
561         BitOffset -= WideBits;
562         if (BitOffset > 0) {
563           ShAmt = DAG.getConstant(SrcEltBits - BitOffset,
564                                   TLI.getShiftAmountTy(WideVT));
565           Hi = DAG.getNode(ISD::SHL, dl, WideVT, LoadVals[WideIdx], ShAmt);
566           Hi = DAG.getNode(ISD::AND, dl, WideVT, Hi, SrcEltBitMask);
567         }
568       }
569
570       if (Hi.getNode())
571         Lo = DAG.getNode(ISD::OR, dl, WideVT, Lo, Hi);
572
573       switch (ExtType) {
574       default: llvm_unreachable("Unknown extended-load op!");
575       case ISD::EXTLOAD:
576         Lo = DAG.getAnyExtOrTrunc(Lo, dl, DstEltVT);
577         break;
578       case ISD::ZEXTLOAD:
579         Lo = DAG.getZExtOrTrunc(Lo, dl, DstEltVT);
580         break;
581       case ISD::SEXTLOAD:
582         ShAmt = DAG.getConstant(WideBits - SrcEltBits,
583                                 TLI.getShiftAmountTy(WideVT));
584         Lo = DAG.getNode(ISD::SHL, dl, WideVT, Lo, ShAmt);
585         Lo = DAG.getNode(ISD::SRA, dl, WideVT, Lo, ShAmt);
586         Lo = DAG.getSExtOrTrunc(Lo, dl, DstEltVT);
587         break;
588       }
589       Vals.push_back(Lo);
590     }
591   } else {
592     unsigned Stride = SrcVT.getScalarType().getSizeInBits()/8;
593
594     for (unsigned Idx=0; Idx<NumElem; Idx++) {
595       SDValue ScalarLoad = DAG.getExtLoad(ExtType, dl,
596                 Op.getNode()->getValueType(0).getScalarType(),
597                 Chain, BasePTR, LD->getPointerInfo().getWithOffset(Idx * Stride),
598                 SrcVT.getScalarType(),
599                 LD->isVolatile(), LD->isNonTemporal(), LD->isInvariant(),
600                 MinAlign(LD->getAlignment(), Idx * Stride), LD->getAAInfo());
601
602       BasePTR = DAG.getNode(ISD::ADD, dl, BasePTR.getValueType(), BasePTR,
603                          DAG.getConstant(Stride, BasePTR.getValueType()));
604
605       Vals.push_back(ScalarLoad.getValue(0));
606       LoadChains.push_back(ScalarLoad.getValue(1));
607     }
608   }
609
610   SDValue NewChain = DAG.getNode(ISD::TokenFactor, dl, MVT::Other, LoadChains);
611   SDValue Value = DAG.getNode(ISD::BUILD_VECTOR, dl,
612                               Op.getNode()->getValueType(0), Vals);
613
614   AddLegalizedOperand(Op.getValue(0), Value);
615   AddLegalizedOperand(Op.getValue(1), NewChain);
616
617   return (Op.getResNo() ? NewChain : Value);
618 }
619
620 SDValue VectorLegalizer::ExpandStore(SDValue Op) {
621   SDLoc dl(Op);
622   StoreSDNode *ST = cast<StoreSDNode>(Op.getNode());
623   SDValue Chain = ST->getChain();
624   SDValue BasePTR = ST->getBasePtr();
625   SDValue Value = ST->getValue();
626   EVT StVT = ST->getMemoryVT();
627
628   unsigned Alignment = ST->getAlignment();
629   bool isVolatile = ST->isVolatile();
630   bool isNonTemporal = ST->isNonTemporal();
631   AAMDNodes AAInfo = ST->getAAInfo();
632
633   unsigned NumElem = StVT.getVectorNumElements();
634   // The type of the data we want to save
635   EVT RegVT = Value.getValueType();
636   EVT RegSclVT = RegVT.getScalarType();
637   // The type of data as saved in memory.
638   EVT MemSclVT = StVT.getScalarType();
639
640   // Cast floats into integers
641   unsigned ScalarSize = MemSclVT.getSizeInBits();
642
643   // Round odd types to the next pow of two.
644   if (!isPowerOf2_32(ScalarSize))
645     ScalarSize = NextPowerOf2(ScalarSize);
646
647   // Store Stride in bytes
648   unsigned Stride = ScalarSize/8;
649   // Extract each of the elements from the original vector
650   // and save them into memory individually.
651   SmallVector<SDValue, 8> Stores;
652   for (unsigned Idx = 0; Idx < NumElem; Idx++) {
653     SDValue Ex = DAG.getNode(ISD::EXTRACT_VECTOR_ELT, dl,
654                RegSclVT, Value, DAG.getConstant(Idx, TLI.getVectorIdxTy()));
655
656     // This scalar TruncStore may be illegal, but we legalize it later.
657     SDValue Store = DAG.getTruncStore(Chain, dl, Ex, BasePTR,
658                ST->getPointerInfo().getWithOffset(Idx*Stride), MemSclVT,
659                isVolatile, isNonTemporal, MinAlign(Alignment, Idx*Stride),
660                AAInfo);
661
662     BasePTR = DAG.getNode(ISD::ADD, dl, BasePTR.getValueType(), BasePTR,
663                                DAG.getConstant(Stride, BasePTR.getValueType()));
664
665     Stores.push_back(Store);
666   }
667   SDValue TF =  DAG.getNode(ISD::TokenFactor, dl, MVT::Other, Stores);
668   AddLegalizedOperand(Op, TF);
669   return TF;
670 }
671
672 SDValue VectorLegalizer::Expand(SDValue Op) {
673   switch (Op->getOpcode()) {
674   case ISD::SIGN_EXTEND_INREG:
675     return ExpandSEXTINREG(Op);
676   case ISD::ANY_EXTEND_VECTOR_INREG:
677     return ExpandANY_EXTEND_VECTOR_INREG(Op);
678   case ISD::SIGN_EXTEND_VECTOR_INREG:
679     return ExpandSIGN_EXTEND_VECTOR_INREG(Op);
680   case ISD::ZERO_EXTEND_VECTOR_INREG:
681     return ExpandZERO_EXTEND_VECTOR_INREG(Op);
682   case ISD::BSWAP:
683     return ExpandBSWAP(Op);
684   case ISD::VSELECT:
685     return ExpandVSELECT(Op);
686   case ISD::SELECT:
687     return ExpandSELECT(Op);
688   case ISD::UINT_TO_FP:
689     return ExpandUINT_TO_FLOAT(Op);
690   case ISD::FNEG:
691     return ExpandFNEG(Op);
692   case ISD::SETCC:
693     return UnrollVSETCC(Op);
694   default:
695     return DAG.UnrollVectorOp(Op.getNode());
696   }
697 }
698
699 SDValue VectorLegalizer::ExpandSELECT(SDValue Op) {
700   // Lower a select instruction where the condition is a scalar and the
701   // operands are vectors. Lower this select to VSELECT and implement it
702   // using XOR AND OR. The selector bit is broadcasted.
703   EVT VT = Op.getValueType();
704   SDLoc DL(Op);
705
706   SDValue Mask = Op.getOperand(0);
707   SDValue Op1 = Op.getOperand(1);
708   SDValue Op2 = Op.getOperand(2);
709
710   assert(VT.isVector() && !Mask.getValueType().isVector()
711          && Op1.getValueType() == Op2.getValueType() && "Invalid type");
712
713   unsigned NumElem = VT.getVectorNumElements();
714
715   // If we can't even use the basic vector operations of
716   // AND,OR,XOR, we will have to scalarize the op.
717   // Notice that the operation may be 'promoted' which means that it is
718   // 'bitcasted' to another type which is handled.
719   // Also, we need to be able to construct a splat vector using BUILD_VECTOR.
720   if (TLI.getOperationAction(ISD::AND, VT) == TargetLowering::Expand ||
721       TLI.getOperationAction(ISD::XOR, VT) == TargetLowering::Expand ||
722       TLI.getOperationAction(ISD::OR,  VT) == TargetLowering::Expand ||
723       TLI.getOperationAction(ISD::BUILD_VECTOR,  VT) == TargetLowering::Expand)
724     return DAG.UnrollVectorOp(Op.getNode());
725
726   // Generate a mask operand.
727   EVT MaskTy = VT.changeVectorElementTypeToInteger();
728
729   // What is the size of each element in the vector mask.
730   EVT BitTy = MaskTy.getScalarType();
731
732   Mask = DAG.getSelect(DL, BitTy, Mask,
733           DAG.getConstant(APInt::getAllOnesValue(BitTy.getSizeInBits()), BitTy),
734           DAG.getConstant(0, BitTy));
735
736   // Broadcast the mask so that the entire vector is all-one or all zero.
737   SmallVector<SDValue, 8> Ops(NumElem, Mask);
738   Mask = DAG.getNode(ISD::BUILD_VECTOR, DL, MaskTy, Ops);
739
740   // Bitcast the operands to be the same type as the mask.
741   // This is needed when we select between FP types because
742   // the mask is a vector of integers.
743   Op1 = DAG.getNode(ISD::BITCAST, DL, MaskTy, Op1);
744   Op2 = DAG.getNode(ISD::BITCAST, DL, MaskTy, Op2);
745
746   SDValue AllOnes = DAG.getConstant(
747             APInt::getAllOnesValue(BitTy.getSizeInBits()), MaskTy);
748   SDValue NotMask = DAG.getNode(ISD::XOR, DL, MaskTy, Mask, AllOnes);
749
750   Op1 = DAG.getNode(ISD::AND, DL, MaskTy, Op1, Mask);
751   Op2 = DAG.getNode(ISD::AND, DL, MaskTy, Op2, NotMask);
752   SDValue Val = DAG.getNode(ISD::OR, DL, MaskTy, Op1, Op2);
753   return DAG.getNode(ISD::BITCAST, DL, Op.getValueType(), Val);
754 }
755
756 SDValue VectorLegalizer::ExpandSEXTINREG(SDValue Op) {
757   EVT VT = Op.getValueType();
758
759   // Make sure that the SRA and SHL instructions are available.
760   if (TLI.getOperationAction(ISD::SRA, VT) == TargetLowering::Expand ||
761       TLI.getOperationAction(ISD::SHL, VT) == TargetLowering::Expand)
762     return DAG.UnrollVectorOp(Op.getNode());
763
764   SDLoc DL(Op);
765   EVT OrigTy = cast<VTSDNode>(Op->getOperand(1))->getVT();
766
767   unsigned BW = VT.getScalarType().getSizeInBits();
768   unsigned OrigBW = OrigTy.getScalarType().getSizeInBits();
769   SDValue ShiftSz = DAG.getConstant(BW - OrigBW, VT);
770
771   Op = Op.getOperand(0);
772   Op =   DAG.getNode(ISD::SHL, DL, VT, Op, ShiftSz);
773   return DAG.getNode(ISD::SRA, DL, VT, Op, ShiftSz);
774 }
775
776 // Generically expand a vector anyext in register to a shuffle of the relevant
777 // lanes into the appropriate locations, with other lanes left undef.
778 SDValue VectorLegalizer::ExpandANY_EXTEND_VECTOR_INREG(SDValue Op) {
779   SDLoc DL(Op);
780   EVT VT = Op.getValueType();
781   int NumElements = VT.getVectorNumElements();
782   SDValue Src = Op.getOperand(0);
783   EVT SrcVT = Src.getValueType();
784   int NumSrcElements = SrcVT.getVectorNumElements();
785
786   // Build a base mask of undef shuffles.
787   SmallVector<int, 16> ShuffleMask;
788   ShuffleMask.resize(NumSrcElements, -1);
789
790   // Place the extended lanes into the correct locations.
791   int ExtLaneScale = NumSrcElements / NumElements;
792   int EndianOffset = TLI.isBigEndian() ? ExtLaneScale - 1 : 0;
793   for (int i = 0; i < NumElements; ++i)
794     ShuffleMask[i * ExtLaneScale + EndianOffset] = i;
795
796   return DAG.getNode(
797       ISD::BITCAST, DL, VT,
798       DAG.getVectorShuffle(SrcVT, DL, Src, DAG.getUNDEF(SrcVT), ShuffleMask));
799 }
800
801 SDValue VectorLegalizer::ExpandSIGN_EXTEND_VECTOR_INREG(SDValue Op) {
802   SDLoc DL(Op);
803   EVT VT = Op.getValueType();
804   SDValue Src = Op.getOperand(0);
805   EVT SrcVT = Src.getValueType();
806
807   // First build an any-extend node which can be legalized above when we
808   // recurse through it.
809   Op = DAG.getAnyExtendVectorInReg(Src, DL, VT);
810
811   // Now we need sign extend. Do this by shifting the elements. Even if these
812   // aren't legal operations, they have a better chance of being legalized
813   // without full scalarization than the sign extension does.
814   unsigned EltWidth = VT.getVectorElementType().getSizeInBits();
815   unsigned SrcEltWidth = SrcVT.getVectorElementType().getSizeInBits();
816   SDValue ShiftAmount = DAG.getConstant(EltWidth - SrcEltWidth, VT);
817   return DAG.getNode(ISD::SRA, DL, VT,
818                      DAG.getNode(ISD::SHL, DL, VT, Op, ShiftAmount),
819                      ShiftAmount);
820 }
821
822 // Generically expand a vector zext in register to a shuffle of the relevant
823 // lanes into the appropriate locations, a blend of zero into the high bits,
824 // and a bitcast to the wider element type.
825 SDValue VectorLegalizer::ExpandZERO_EXTEND_VECTOR_INREG(SDValue Op) {
826   SDLoc DL(Op);
827   EVT VT = Op.getValueType();
828   int NumElements = VT.getVectorNumElements();
829   SDValue Src = Op.getOperand(0);
830   EVT SrcVT = Src.getValueType();
831   int NumSrcElements = SrcVT.getVectorNumElements();
832
833   // Build up a zero vector to blend into this one.
834   EVT SrcScalarVT = SrcVT.getScalarType();
835   SDValue ScalarZero = DAG.getTargetConstant(0, SrcScalarVT);
836   SmallVector<SDValue, 4> BuildVectorOperands(NumSrcElements, ScalarZero);
837   SDValue Zero = DAG.getNode(ISD::BUILD_VECTOR, DL, SrcVT, BuildVectorOperands);
838
839   // Shuffle the incoming lanes into the correct position, and pull all other
840   // lanes from the zero vector.
841   SmallVector<int, 16> ShuffleMask;
842   ShuffleMask.reserve(NumSrcElements);
843   for (int i = 0; i < NumSrcElements; ++i)
844     ShuffleMask.push_back(i);
845
846   int ExtLaneScale = NumSrcElements / NumElements;
847   int EndianOffset = TLI.isBigEndian() ? ExtLaneScale - 1 : 0;
848   for (int i = 0; i < NumElements; ++i)
849     ShuffleMask[i * ExtLaneScale + EndianOffset] = NumSrcElements + i;
850
851   return DAG.getNode(ISD::BITCAST, DL, VT,
852                      DAG.getVectorShuffle(SrcVT, DL, Zero, Src, ShuffleMask));
853 }
854
855 SDValue VectorLegalizer::ExpandBSWAP(SDValue Op) {
856   EVT VT = Op.getValueType();
857
858   // Generate a byte wise shuffle mask for the BSWAP.
859   SmallVector<int, 16> ShuffleMask;
860   int ScalarSizeInBytes = VT.getScalarSizeInBits() / 8;
861   for (int I = 0, E = VT.getVectorNumElements(); I != E; ++I)
862     for (int J = ScalarSizeInBytes - 1; J >= 0; --J)
863       ShuffleMask.push_back((I * ScalarSizeInBytes) + J);
864
865   EVT ByteVT = EVT::getVectorVT(*DAG.getContext(), MVT::i8, ShuffleMask.size());
866
867   // Only emit a shuffle if the mask is legal.
868   if (!TLI.isShuffleMaskLegal(ShuffleMask, ByteVT))
869     return DAG.UnrollVectorOp(Op.getNode());
870
871   SDLoc DL(Op);
872   Op = DAG.getNode(ISD::BITCAST, DL, ByteVT, Op.getOperand(0));
873   Op = DAG.getVectorShuffle(ByteVT, DL, Op, DAG.getUNDEF(ByteVT),
874                             ShuffleMask.data());
875   return DAG.getNode(ISD::BITCAST, DL, VT, Op);
876 }
877
878 SDValue VectorLegalizer::ExpandVSELECT(SDValue Op) {
879   // Implement VSELECT in terms of XOR, AND, OR
880   // on platforms which do not support blend natively.
881   SDLoc DL(Op);
882
883   SDValue Mask = Op.getOperand(0);
884   SDValue Op1 = Op.getOperand(1);
885   SDValue Op2 = Op.getOperand(2);
886
887   EVT VT = Mask.getValueType();
888
889   // If we can't even use the basic vector operations of
890   // AND,OR,XOR, we will have to scalarize the op.
891   // Notice that the operation may be 'promoted' which means that it is
892   // 'bitcasted' to another type which is handled.
893   // This operation also isn't safe with AND, OR, XOR when the boolean
894   // type is 0/1 as we need an all ones vector constant to mask with.
895   // FIXME: Sign extend 1 to all ones if thats legal on the target.
896   if (TLI.getOperationAction(ISD::AND, VT) == TargetLowering::Expand ||
897       TLI.getOperationAction(ISD::XOR, VT) == TargetLowering::Expand ||
898       TLI.getOperationAction(ISD::OR, VT) == TargetLowering::Expand ||
899       TLI.getBooleanContents(Op1.getValueType()) !=
900           TargetLowering::ZeroOrNegativeOneBooleanContent)
901     return DAG.UnrollVectorOp(Op.getNode());
902
903   // If the mask and the type are different sizes, unroll the vector op. This
904   // can occur when getSetCCResultType returns something that is different in
905   // size from the operand types. For example, v4i8 = select v4i32, v4i8, v4i8.
906   if (VT.getSizeInBits() != Op1.getValueType().getSizeInBits())
907     return DAG.UnrollVectorOp(Op.getNode());
908
909   // Bitcast the operands to be the same type as the mask.
910   // This is needed when we select between FP types because
911   // the mask is a vector of integers.
912   Op1 = DAG.getNode(ISD::BITCAST, DL, VT, Op1);
913   Op2 = DAG.getNode(ISD::BITCAST, DL, VT, Op2);
914
915   SDValue AllOnes = DAG.getConstant(
916     APInt::getAllOnesValue(VT.getScalarType().getSizeInBits()), VT);
917   SDValue NotMask = DAG.getNode(ISD::XOR, DL, VT, Mask, AllOnes);
918
919   Op1 = DAG.getNode(ISD::AND, DL, VT, Op1, Mask);
920   Op2 = DAG.getNode(ISD::AND, DL, VT, Op2, NotMask);
921   SDValue Val = DAG.getNode(ISD::OR, DL, VT, Op1, Op2);
922   return DAG.getNode(ISD::BITCAST, DL, Op.getValueType(), Val);
923 }
924
925 SDValue VectorLegalizer::ExpandUINT_TO_FLOAT(SDValue Op) {
926   EVT VT = Op.getOperand(0).getValueType();
927   SDLoc DL(Op);
928
929   // Make sure that the SINT_TO_FP and SRL instructions are available.
930   if (TLI.getOperationAction(ISD::SINT_TO_FP, VT) == TargetLowering::Expand ||
931       TLI.getOperationAction(ISD::SRL,        VT) == TargetLowering::Expand)
932     return DAG.UnrollVectorOp(Op.getNode());
933
934  EVT SVT = VT.getScalarType();
935   assert((SVT.getSizeInBits() == 64 || SVT.getSizeInBits() == 32) &&
936       "Elements in vector-UINT_TO_FP must be 32 or 64 bits wide");
937
938   unsigned BW = SVT.getSizeInBits();
939   SDValue HalfWord = DAG.getConstant(BW/2, VT);
940
941   // Constants to clear the upper part of the word.
942   // Notice that we can also use SHL+SHR, but using a constant is slightly
943   // faster on x86.
944   uint64_t HWMask = (SVT.getSizeInBits()==64)?0x00000000FFFFFFFF:0x0000FFFF;
945   SDValue HalfWordMask = DAG.getConstant(HWMask, VT);
946
947   // Two to the power of half-word-size.
948   SDValue TWOHW = DAG.getConstantFP((1<<(BW/2)), Op.getValueType());
949
950   // Clear upper part of LO, lower HI
951   SDValue HI = DAG.getNode(ISD::SRL, DL, VT, Op.getOperand(0), HalfWord);
952   SDValue LO = DAG.getNode(ISD::AND, DL, VT, Op.getOperand(0), HalfWordMask);
953
954   // Convert hi and lo to floats
955   // Convert the hi part back to the upper values
956   SDValue fHI = DAG.getNode(ISD::SINT_TO_FP, DL, Op.getValueType(), HI);
957           fHI = DAG.getNode(ISD::FMUL, DL, Op.getValueType(), fHI, TWOHW);
958   SDValue fLO = DAG.getNode(ISD::SINT_TO_FP, DL, Op.getValueType(), LO);
959
960   // Add the two halves
961   return DAG.getNode(ISD::FADD, DL, Op.getValueType(), fHI, fLO);
962 }
963
964
965 SDValue VectorLegalizer::ExpandFNEG(SDValue Op) {
966   if (TLI.isOperationLegalOrCustom(ISD::FSUB, Op.getValueType())) {
967     SDValue Zero = DAG.getConstantFP(-0.0, Op.getValueType());
968     return DAG.getNode(ISD::FSUB, SDLoc(Op), Op.getValueType(),
969                        Zero, Op.getOperand(0));
970   }
971   return DAG.UnrollVectorOp(Op.getNode());
972 }
973
974 SDValue VectorLegalizer::UnrollVSETCC(SDValue Op) {
975   EVT VT = Op.getValueType();
976   unsigned NumElems = VT.getVectorNumElements();
977   EVT EltVT = VT.getVectorElementType();
978   SDValue LHS = Op.getOperand(0), RHS = Op.getOperand(1), CC = Op.getOperand(2);
979   EVT TmpEltVT = LHS.getValueType().getVectorElementType();
980   SDLoc dl(Op);
981   SmallVector<SDValue, 8> Ops(NumElems);
982   for (unsigned i = 0; i < NumElems; ++i) {
983     SDValue LHSElem = DAG.getNode(ISD::EXTRACT_VECTOR_ELT, dl, TmpEltVT, LHS,
984                                   DAG.getConstant(i, TLI.getVectorIdxTy()));
985     SDValue RHSElem = DAG.getNode(ISD::EXTRACT_VECTOR_ELT, dl, TmpEltVT, RHS,
986                                   DAG.getConstant(i, TLI.getVectorIdxTy()));
987     Ops[i] = DAG.getNode(ISD::SETCC, dl,
988                          TLI.getSetCCResultType(*DAG.getContext(), TmpEltVT),
989                          LHSElem, RHSElem, CC);
990     Ops[i] = DAG.getSelect(dl, EltVT, Ops[i],
991                            DAG.getConstant(APInt::getAllOnesValue
992                                            (EltVT.getSizeInBits()), EltVT),
993                            DAG.getConstant(0, EltVT));
994   }
995   return DAG.getNode(ISD::BUILD_VECTOR, dl, VT, Ops);
996 }
997
998 }
999
1000 bool SelectionDAG::LegalizeVectors() {
1001   return VectorLegalizer(*this).Run();
1002 }