LTO API: add lto_module_create_from_memory_with_path.
[oota-llvm.git] / include / llvm / Analysis / TargetTransformInfo.h
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 #ifndef LLVM_ANALYSIS_TARGETTRANSFORMINFO_H
 #define LLVM_ANALYSIS_TARGETTRANSFORMINFO_H
 
-#include "llvm/CodeGen/ValueTypes.h"
-#include "llvm/IR/GlobalValue.h"
 #include "llvm/IR/Intrinsics.h"
-#include "llvm/IR/Type.h"
 #include "llvm/Pass.h"
 #include "llvm/Support/DataTypes.h"
 
 namespace llvm {
 
+class GlobalValue;
+class Loop;
+class Type;
+class User;
+class Value;
+
 /// TargetTransformInfo - This pass provides access to the codegen
 /// interfaces that are needed for IR-level transformations.
 class TargetTransformInfo {
@@ -77,7 +80,7 @@ public:
   /// fundamental values that should be used to interpret (and produce) those
   /// costs. The costs are returned as an unsigned rather than a member of this
   /// enumeration because it is expected that the cost of one IR instruction
-  /// may have a multiplicative factor to it or otherwise won't fit dircetly
+  /// may have a multiplicative factor to it or otherwise won't fit directly
   /// into the enum. Moreover, it is common to sum or average costs which works
   /// better as simple integral values. Thus this enum only provides constants.
   ///
@@ -169,6 +172,12 @@ public:
   /// comments for a detailed explanation of the cost values.
   virtual unsigned getUserCost(const User *U) const;
 
+  /// \brief hasBranchDivergence - Return true if branch divergence exists.
+  /// Branch divergence has a significantly negative impact on GPU performance
+  /// when threads in the same wavefront take different paths due to conditional
+  /// branches.
+  virtual bool hasBranchDivergence() const;
+
   /// \brief Test whether calls to a function lower to actual program function
   /// calls.
   ///
@@ -183,6 +192,36 @@ public:
   /// incurs significant execution cost.
   virtual bool isLoweredToCall(const Function *F) const;
 
+  /// Parameters that control the generic loop unrolling transformation.
+  struct UnrollingPreferences {
+    /// The cost threshold for the unrolled loop, compared to
+    /// CodeMetrics.NumInsts aggregated over all basic blocks in the loop body.
+    /// The unrolling factor is set such that the unrolled loop body does not
+    /// exceed this cost. Set this to UINT_MAX to disable the loop body cost
+    /// restriction.
+    unsigned Threshold;
+    /// The cost threshold for the unrolled loop when optimizing for size (set
+    /// to UINT_MAX to disable).
+    unsigned OptSizeThreshold;
+    /// A forced unrolling factor (the number of concatenated bodies of the
+    /// original loop in the unrolled loop body). When set to 0, the unrolling
+    /// transformation will select an unrolling factor based on the current cost
+    /// threshold and other factors.
+    unsigned Count;
+    /// Allow partial unrolling (unrolling of loops to expand the size of the
+    /// loop body, not only to eliminate small constant-trip-count loops).
+    bool     Partial;
+    /// Allow runtime unrolling (unrolling of loops to expand the size of the
+    /// loop body even when the number of loop iterations is not known at compile
+    /// time).
+    bool     Runtime;
+  };
+
+  /// \brief Get target-customized preferences for the generic loop unrolling
+  /// transformation. The caller will initialize UP with the current
+  /// target-independent defaults.
+  virtual void getUnrollingPreferences(Loop *L, UnrollingPreferences &UP) const;
+
   /// @}
 
   /// \name Scalar Target Information
@@ -194,7 +233,7 @@ public:
   /// significantly boost the performance when the population is dense, and it
   /// may or may not degrade performance if the population is sparse. A HW
   /// support is considered as "Fast" if it can outperform, or is on a par
-  /// with, SW implementaion when the population is sparse; otherwise, it is
+  /// with, SW implementation when the population is sparse; otherwise, it is
   /// considered as "Slow".
   enum PopcntSupportKind {
     PSK_Software,
@@ -202,20 +241,19 @@ public:
     PSK_FastHardware
   };
 
-  /// isLegalAddImmediate - Return true if the specified immediate is legal
-  /// add immediate, that is the target has add instructions which can add
-  /// a register with the immediate without having to materialize the
-  /// immediate into a register.
+  /// \brief Return true if the specified immediate is legal add immediate, that
+  /// is the target has add instructions which can add a register with the
+  /// immediate without having to materialize the immediate into a register.
   virtual bool isLegalAddImmediate(int64_t Imm) const;
 
-  /// isLegalICmpImmediate - Return true if the specified immediate is legal
-  /// icmp immediate, that is the target has icmp instructions which can compare
-  /// a register against the immediate without having to materialize the
-  /// immediate into a register.
+  /// \brief Return true if the specified immediate is legal icmp immediate,
+  /// that is the target has icmp instructions which can compare a register
+  /// against the immediate without having to materialize the immediate into a
+  /// register.
   virtual bool isLegalICmpImmediate(int64_t Imm) const;
 
-  /// isLegalAddressingMode - Return true if the addressing mode represented by
-  /// AM is legal for this target, for a load/store of the specified type.
+  /// \brief Return true if the addressing mode represented by AM is legal for
+  /// this target, for a load/store of the specified type.
   /// The type may be VoidTy, in which case only return true if the addressing
   /// mode is legal for a load/store of any legal type.
   /// TODO: Handle pre/postinc as well.
@@ -223,31 +261,51 @@ public:
                                      int64_t BaseOffset, bool HasBaseReg,
                                      int64_t Scale) const;
 
-  /// isTruncateFree - Return true if it's free to truncate a value of
-  /// type Ty1 to type Ty2. e.g. On x86 it's free to truncate a i32 value in
-  /// register EAX to i16 by referencing its sub-register AX.
+  /// \brief Return the cost of the scaling factor used in the addressing
+  /// mode represented by AM for this target, for a load/store
+  /// of the specified type.
+  /// If the AM is supported, the return value must be >= 0.
+  /// If the AM is not supported, it returns a negative value.
+  /// TODO: Handle pre/postinc as well.
+  virtual int getScalingFactorCost(Type *Ty, GlobalValue *BaseGV,
+                                   int64_t BaseOffset, bool HasBaseReg,
+                                   int64_t Scale) const;
+
+  /// \brief Return true if it's free to truncate a value of type Ty1 to type
+  /// Ty2. e.g. On x86 it's free to truncate a i32 value in register EAX to i16
+  /// by referencing its sub-register AX.
   virtual bool isTruncateFree(Type *Ty1, Type *Ty2) const;
 
-  /// Is this type legal.
+  /// \brief Return true if this type is legal.
   virtual bool isTypeLegal(Type *Ty) const;
 
-  /// getJumpBufAlignment - returns the target's jmp_buf alignment in bytes
+  /// \brief Returns the target's jmp_buf alignment in bytes.
   virtual unsigned getJumpBufAlignment() const;
 
-  /// getJumpBufSize - returns the target's jmp_buf size in bytes.
+  /// \brief Returns the target's jmp_buf size in bytes.
   virtual unsigned getJumpBufSize() const;
 
-  /// shouldBuildLookupTables - Return true if switches should be turned into
-  /// lookup tables for the target.
+  /// \brief Return true if switches should be turned into lookup tables for the
+  /// target.
   virtual bool shouldBuildLookupTables() const;
 
-  /// getPopcntSupport - Return hardware support for population count.
+  /// \brief Return hardware support for population count.
   virtual PopcntSupportKind getPopcntSupport(unsigned IntTyWidthInBit) const;
 
-  /// getIntImmCost - Return the expected cost of materializing the given
-  /// integer immediate of the specified type.
+  /// \brief Return true if the hardware has a fast square-root instruction.
+  virtual bool haveFastSqrt(Type *Ty) const;
+
+  /// \brief Return the expected cost of materializing for the given integer
+  /// immediate of the specified type.
   virtual unsigned getIntImmCost(const APInt &Imm, Type *Ty) const;
 
+  /// \brief Return the expected cost of materialization for the given integer
+  /// immediate of the specified type for a given instruction. The cost can be
+  /// zero if the immediate can be folded into the specified instruction.
+  virtual unsigned getIntImmCost(unsigned Opcode, const APInt &Imm,
+                                 Type *Ty) const;
+  virtual unsigned getIntImmCost(Intrinsic::ID IID, const APInt &Imm,
+                                 Type *Ty) const;
   /// @}
 
   /// \name Vector Target Information
@@ -261,6 +319,13 @@ public:
     SK_ExtractSubvector ///< ExtractSubvector Index indicates start offset.
   };
 
+  /// \brief Additional information about an operand's possible values.
+  enum OperandValueKind {
+    OK_AnyValue,            // Operand can have any value.
+    OK_UniformValue,        // Operand is uniform (splat of a value).
+    OK_UniformConstantValue // Operand is uniform constant.
+  };
+
   /// \return The number of scalar or vector registers that the target has.
   /// If 'Vectors' is true, it returns the number of vector registers. If it is
   /// set to false, it returns the number of scalar registers.
@@ -275,7 +340,9 @@ public:
   virtual unsigned getMaximumUnrollFactor() const;
 
   /// \return The expected cost of arithmetic ops, such as mul, xor, fsub, etc.
-  virtual unsigned getArithmeticInstrCost(unsigned Opcode, Type *Ty) const;
+  virtual unsigned getArithmeticInstrCost(unsigned Opcode, Type *Ty,
+                                  OperandValueKind Opd1Info = OK_AnyValue,
+                                  OperandValueKind Opd2Info = OK_AnyValue) const;
 
   /// \return The cost of a shuffle instruction of kind Kind and of type Tp.
   /// The index and subtype parameters are used by the subvector insertion and
@@ -288,7 +355,7 @@ public:
   virtual unsigned getCastInstrCost(unsigned Opcode, Type *Dst,
                                     Type *Src) const;
 
-  /// \return The expected cost of control-flow related instrutctions such as
+  /// \return The expected cost of control-flow related instructions such as
   /// Phi, Ret, Br.
   virtual unsigned getCFInstrCost(unsigned Opcode) const;
 
@@ -306,6 +373,22 @@ public:
                                    unsigned Alignment,
                                    unsigned AddressSpace) const;
 
+  /// \brief Calculate the cost of performing a vector reduction.
+  ///
+  /// This is the cost of reducing the vector value of type \p Ty to a scalar
+  /// value using the operation denoted by \p Opcode. The form of the reduction
+  /// can either be a pairwise reduction or a reduction that splits the vector
+  /// at every reduction level.
+  ///
+  /// Pairwise:
+  ///  (v0, v1, v2, v3)
+  ///  ((v0+v1), (v2, v3), undef, undef)
+  /// Split:
+  ///  (v0, v1, v2, v3)
+  ///  ((v0+v2), (v1+v3), undef, undef)
+  virtual unsigned getReductionCost(unsigned Opcode, Type *Ty,
+                                    bool IsPairwiseForm) const;
+
   /// \returns The cost of Intrinsic instructions.
   virtual unsigned getIntrinsicInstrCost(Intrinsic::ID ID, Type *RetTy,
                                          ArrayRef<Type *> Tys) const;
@@ -314,6 +397,16 @@ public:
   /// split during legalization. Zero is returned when the answer is unknown.
   virtual unsigned getNumberOfParts(Type *Tp) const;
 
+  /// \returns The cost of the address computation. For most targets this can be
+  /// merged into the instruction indexing mode. Some targets might want to
+  /// distinguish between address computation for memory operations on vector
+  /// types and scalar types. Such targets should override this function.
+  /// The 'IsComplex' parameter is a hint that the address computation is likely
+  /// to involve multiple instructions and as such unlikely to be merged into
+  /// the address indexing mode.
+  virtual unsigned getAddressComputationCost(Type *Ty,
+                                             bool IsComplex = false) const;
+
   /// @}
 
   /// Analysis group identification.
@@ -322,7 +415,7 @@ public:
 
 /// \brief Create the base case instance of a pass in the TTI analysis group.
 ///
-/// This class provides the base case for the stack of TTI analyses. It doesn't
+/// This class provides the base case for the stack of TTI analyzes. It doesn't
 /// delegate to anything and uses the STTI and VTTI objects passed in to
 /// satisfy the queries.
 ImmutablePass *createNoTargetTransformInfoPass();