[mips][microMIPS] MicroMIPS Compact Branch Instructions BEQZC and BNEZC
[oota-llvm.git] / lib / Target / AArch64 / AArch64TargetTransformInfo.cpp
index ce442c280327530eb56711a672eb9ce5eb4047ec..2058dd06b21862d1c831c3890e16f36e5d89f67d 100644 (file)
@@ -1,4 +1,4 @@
-//===- AArch64TargetTransformInfo.cpp - AArch64 specific TTI pass ---------===//
+//===-- AArch64TargetTransformInfo.cpp - AArch64 specific TTI pass --------===//
 //
 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
 //
 ///
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#define DEBUG_TYPE "aarch64tti"
 #include "AArch64.h"
 #include "AArch64TargetMachine.h"
+#include "MCTargetDesc/AArch64AddressingModes.h"
 #include "llvm/Analysis/TargetTransformInfo.h"
 #include "llvm/Support/Debug.h"
 #include "llvm/Target/CostTable.h"
 #include "llvm/Target/TargetLowering.h"
+#include <algorithm>
 using namespace llvm;
 
+#define DEBUG_TYPE "aarch64tti"
+
 // Declare the pass initialization routine locally as target-specific passes
 // don't have a target-wide initialization entry point, and so we rely on the
 // pass constructor initialization.
@@ -32,7 +35,7 @@ void initializeAArch64TTIPass(PassRegistry &);
 
 namespace {
 
-class AArch64TTI LLVM_FINAL : public ImmutablePass, public TargetTransformInfo {
+class AArch64TTI final : public ImmutablePass, public TargetTransformInfo {
   const AArch64TargetMachine *TM;
   const AArch64Subtarget *ST;
   const AArch64TargetLowering *TLI;
@@ -42,25 +45,19 @@ class AArch64TTI LLVM_FINAL : public ImmutablePass, public TargetTransformInfo {
   unsigned getScalarizationOverhead(Type *Ty, bool Insert, bool Extract) const;
 
 public:
-  AArch64TTI() : ImmutablePass(ID), TM(0), ST(0), TLI(0) {
+  AArch64TTI() : ImmutablePass(ID), TM(nullptr), ST(nullptr), TLI(nullptr) {
     llvm_unreachable("This pass cannot be directly constructed");
   }
 
   AArch64TTI(const AArch64TargetMachine *TM)
       : ImmutablePass(ID), TM(TM), ST(TM->getSubtargetImpl()),
-        TLI(TM->getTargetLowering()) {
+        TLI(TM->getSubtargetImpl()->getTargetLowering()) {
     initializeAArch64TTIPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
   }
 
-  virtual void initializePass() LLVM_OVERRIDE {
-    pushTTIStack(this);
-  }
-
-  virtual void finalizePass() {
-    popTTIStack();
-  }
+  void initializePass() override { pushTTIStack(this); }
 
-  virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const LLVM_OVERRIDE {
+  void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override {
     TargetTransformInfo::getAnalysisUsage(AU);
   }
 
@@ -68,31 +65,37 @@ public:
   static char ID;
 
   /// Provide necessary pointer adjustments for the two base classes.
-  virtual void *getAdjustedAnalysisPointer(const void *ID) LLVM_OVERRIDE {
+  void *getAdjustedAnalysisPointer(const void *ID) override {
     if (ID == &TargetTransformInfo::ID)
-      return (TargetTransformInfo*)this;
+      return (TargetTransformInfo *)this;
     return this;
   }
 
   /// \name Scalar TTI Implementations
   /// @{
+  unsigned getIntImmCost(int64_t Val) const;
+  unsigned getIntImmCost(const APInt &Imm, Type *Ty) const override;
+  unsigned getIntImmCost(unsigned Opcode, unsigned Idx, const APInt &Imm,
+                         Type *Ty) const override;
+  unsigned getIntImmCost(Intrinsic::ID IID, unsigned Idx, const APInt &Imm,
+                         Type *Ty) const override;
+  PopcntSupportKind getPopcntSupport(unsigned TyWidth) const override;
 
   /// @}
 
-
   /// \name Vector TTI Implementations
   /// @{
 
-  unsigned getNumberOfRegisters(bool Vector) const {
+  unsigned getNumberOfRegisters(bool Vector) const override {
     if (Vector) {
       if (ST->hasNEON())
         return 32;
       return 0;
     }
-    return 32;
+    return 31;
   }
 
-  unsigned getRegisterBitWidth(bool Vector) const {
+  unsigned getRegisterBitWidth(bool Vector) const override {
     if (Vector) {
       if (ST->hasNEON())
         return 128;
@@ -101,6 +104,29 @@ public:
     return 64;
   }
 
+  unsigned getMaximumUnrollFactor() const override { return 2; }
+
+  unsigned getCastInstrCost(unsigned Opcode, Type *Dst, Type *Src) const
+      override;
+
+  unsigned getVectorInstrCost(unsigned Opcode, Type *Val, unsigned Index) const
+      override;
+
+  unsigned getArithmeticInstrCost(unsigned Opcode, Type *Ty,
+                                  OperandValueKind Opd1Info = OK_AnyValue,
+                                  OperandValueKind Opd2Info = OK_AnyValue) const
+      override;
+
+  unsigned getAddressComputationCost(Type *Ty, bool IsComplex) const override;
+
+  unsigned getCmpSelInstrCost(unsigned Opcode, Type *ValTy, Type *CondTy) const
+      override;
+
+  unsigned getMemoryOpCost(unsigned Opcode, Type *Src, unsigned Alignment,
+                           unsigned AddressSpace) const override;
+
+  unsigned getCostOfKeepingLiveOverCall(ArrayRef<Type*> Tys) const override;
+
   /// @}
 };
 
@@ -114,3 +140,376 @@ ImmutablePass *
 llvm::createAArch64TargetTransformInfoPass(const AArch64TargetMachine *TM) {
   return new AArch64TTI(TM);
 }
+
+/// \brief Calculate the cost of materializing a 64-bit value. This helper
+/// method might only calculate a fraction of a larger immediate. Therefore it
+/// is valid to return a cost of ZERO.
+unsigned AArch64TTI::getIntImmCost(int64_t Val) const {
+  // Check if the immediate can be encoded within an instruction.
+  if (Val == 0 || AArch64_AM::isLogicalImmediate(Val, 64))
+    return 0;
+
+  if (Val < 0)
+    Val = ~Val;
+
+  // Calculate how many moves we will need to materialize this constant.
+  unsigned LZ = countLeadingZeros((uint64_t)Val);
+  return (64 - LZ + 15) / 16;
+}
+
+/// \brief Calculate the cost of materializing the given constant.
+unsigned AArch64TTI::getIntImmCost(const APInt &Imm, Type *Ty) const {
+  assert(Ty->isIntegerTy());
+
+  unsigned BitSize = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
+  if (BitSize == 0)
+    return ~0U;
+
+  // Sign-extend all constants to a multiple of 64-bit.
+  APInt ImmVal = Imm;
+  if (BitSize & 0x3f)
+    ImmVal = Imm.sext((BitSize + 63) & ~0x3fU);
+
+  // Split the constant into 64-bit chunks and calculate the cost for each
+  // chunk.
+  unsigned Cost = 0;
+  for (unsigned ShiftVal = 0; ShiftVal < BitSize; ShiftVal += 64) {
+    APInt Tmp = ImmVal.ashr(ShiftVal).sextOrTrunc(64);
+    int64_t Val = Tmp.getSExtValue();
+    Cost += getIntImmCost(Val);
+  }
+  // We need at least one instruction to materialze the constant.
+  return std::max(1U, Cost);
+}
+
+unsigned AArch64TTI::getIntImmCost(unsigned Opcode, unsigned Idx,
+                                 const APInt &Imm, Type *Ty) const {
+  assert(Ty->isIntegerTy());
+
+  unsigned BitSize = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
+  // There is no cost model for constants with a bit size of 0. Return TCC_Free
+  // here, so that constant hoisting will ignore this constant.
+  if (BitSize == 0)
+    return TCC_Free;
+
+  unsigned ImmIdx = ~0U;
+  switch (Opcode) {
+  default:
+    return TCC_Free;
+  case Instruction::GetElementPtr:
+    // Always hoist the base address of a GetElementPtr.
+    if (Idx == 0)
+      return 2 * TCC_Basic;
+    return TCC_Free;
+  case Instruction::Store:
+    ImmIdx = 0;
+    break;
+  case Instruction::Add:
+  case Instruction::Sub:
+  case Instruction::Mul:
+  case Instruction::UDiv:
+  case Instruction::SDiv:
+  case Instruction::URem:
+  case Instruction::SRem:
+  case Instruction::And:
+  case Instruction::Or:
+  case Instruction::Xor:
+  case Instruction::ICmp:
+    ImmIdx = 1;
+    break;
+  // Always return TCC_Free for the shift value of a shift instruction.
+  case Instruction::Shl:
+  case Instruction::LShr:
+  case Instruction::AShr:
+    if (Idx == 1)
+      return TCC_Free;
+    break;
+  case Instruction::Trunc:
+  case Instruction::ZExt:
+  case Instruction::SExt:
+  case Instruction::IntToPtr:
+  case Instruction::PtrToInt:
+  case Instruction::BitCast:
+  case Instruction::PHI:
+  case Instruction::Call:
+  case Instruction::Select:
+  case Instruction::Ret:
+  case Instruction::Load:
+    break;
+  }
+
+  if (Idx == ImmIdx) {
+    unsigned NumConstants = (BitSize + 63) / 64;
+    unsigned Cost = AArch64TTI::getIntImmCost(Imm, Ty);
+    return (Cost <= NumConstants * TCC_Basic)
+      ? static_cast<unsigned>(TCC_Free) : Cost;
+  }
+  return AArch64TTI::getIntImmCost(Imm, Ty);
+}
+
+unsigned AArch64TTI::getIntImmCost(Intrinsic::ID IID, unsigned Idx,
+                                 const APInt &Imm, Type *Ty) const {
+  assert(Ty->isIntegerTy());
+
+  unsigned BitSize = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
+  // There is no cost model for constants with a bit size of 0. Return TCC_Free
+  // here, so that constant hoisting will ignore this constant.
+  if (BitSize == 0)
+    return TCC_Free;
+
+  switch (IID) {
+  default:
+    return TCC_Free;
+  case Intrinsic::sadd_with_overflow:
+  case Intrinsic::uadd_with_overflow:
+  case Intrinsic::ssub_with_overflow:
+  case Intrinsic::usub_with_overflow:
+  case Intrinsic::smul_with_overflow:
+  case Intrinsic::umul_with_overflow:
+    if (Idx == 1) {
+      unsigned NumConstants = (BitSize + 63) / 64;
+      unsigned Cost = AArch64TTI::getIntImmCost(Imm, Ty);
+      return (Cost <= NumConstants * TCC_Basic)
+        ? static_cast<unsigned>(TCC_Free) : Cost;
+    }
+    break;
+  case Intrinsic::experimental_stackmap:
+    if ((Idx < 2) || (Imm.getBitWidth() <= 64 && isInt<64>(Imm.getSExtValue())))
+      return TCC_Free;
+    break;
+  case Intrinsic::experimental_patchpoint_void:
+  case Intrinsic::experimental_patchpoint_i64:
+    if ((Idx < 4) || (Imm.getBitWidth() <= 64 && isInt<64>(Imm.getSExtValue())))
+      return TCC_Free;
+    break;
+  }
+  return AArch64TTI::getIntImmCost(Imm, Ty);
+}
+
+AArch64TTI::PopcntSupportKind
+AArch64TTI::getPopcntSupport(unsigned TyWidth) const {
+  assert(isPowerOf2_32(TyWidth) && "Ty width must be power of 2");
+  if (TyWidth == 32 || TyWidth == 64)
+    return PSK_FastHardware;
+  // TODO: AArch64TargetLowering::LowerCTPOP() supports 128bit popcount.
+  return PSK_Software;
+}
+
+unsigned AArch64TTI::getCastInstrCost(unsigned Opcode, Type *Dst,
+                                    Type *Src) const {
+  int ISD = TLI->InstructionOpcodeToISD(Opcode);
+  assert(ISD && "Invalid opcode");
+
+  EVT SrcTy = TLI->getValueType(Src);
+  EVT DstTy = TLI->getValueType(Dst);
+
+  if (!SrcTy.isSimple() || !DstTy.isSimple())
+    return TargetTransformInfo::getCastInstrCost(Opcode, Dst, Src);
+
+  static const TypeConversionCostTblEntry<MVT> ConversionTbl[] = {
+    // LowerVectorINT_TO_FP:
+    { ISD::SINT_TO_FP, MVT::v2f32, MVT::v2i32, 1 },
+    { ISD::SINT_TO_FP, MVT::v4f32, MVT::v4i32, 1 },
+    { ISD::SINT_TO_FP, MVT::v2f64, MVT::v2i64, 1 },
+    { ISD::UINT_TO_FP, MVT::v2f32, MVT::v2i32, 1 },
+    { ISD::UINT_TO_FP, MVT::v4f32, MVT::v4i32, 1 },
+    { ISD::UINT_TO_FP, MVT::v2f64, MVT::v2i64, 1 },
+
+    // Complex: to v2f32
+    { ISD::SINT_TO_FP, MVT::v2f32, MVT::v2i8,  3 },
+    { ISD::SINT_TO_FP, MVT::v2f32, MVT::v2i16, 3 },
+    { ISD::SINT_TO_FP, MVT::v2f32, MVT::v2i64, 2 },
+    { ISD::UINT_TO_FP, MVT::v2f32, MVT::v2i8,  3 },
+    { ISD::UINT_TO_FP, MVT::v2f32, MVT::v2i16, 3 },
+    { ISD::UINT_TO_FP, MVT::v2f32, MVT::v2i64, 2 },
+
+    // Complex: to v4f32
+    { ISD::SINT_TO_FP, MVT::v4f32, MVT::v4i8,  4 },
+    { ISD::SINT_TO_FP, MVT::v4f32, MVT::v4i16, 2 },
+    { ISD::UINT_TO_FP, MVT::v4f32, MVT::v4i8,  3 },
+    { ISD::UINT_TO_FP, MVT::v4f32, MVT::v4i16, 2 },
+
+    // Complex: to v2f64
+    { ISD::SINT_TO_FP, MVT::v2f64, MVT::v2i8,  4 },
+    { ISD::SINT_TO_FP, MVT::v2f64, MVT::v2i16, 4 },
+    { ISD::SINT_TO_FP, MVT::v2f64, MVT::v2i32, 2 },
+    { ISD::UINT_TO_FP, MVT::v2f64, MVT::v2i8,  4 },
+    { ISD::UINT_TO_FP, MVT::v2f64, MVT::v2i16, 4 },
+    { ISD::UINT_TO_FP, MVT::v2f64, MVT::v2i32, 2 },
+
+
+    // LowerVectorFP_TO_INT
+    { ISD::FP_TO_SINT, MVT::v2i32, MVT::v2f32, 1 },
+    { ISD::FP_TO_SINT, MVT::v4i32, MVT::v4f32, 1 },
+    { ISD::FP_TO_SINT, MVT::v2i64, MVT::v2f64, 1 },
+    { ISD::FP_TO_UINT, MVT::v2i32, MVT::v2f32, 1 },
+    { ISD::FP_TO_UINT, MVT::v4i32, MVT::v4f32, 1 },
+    { ISD::FP_TO_UINT, MVT::v2i64, MVT::v2f64, 1 },
+
+    // Complex, from v2f32: legal type is v2i32 (no cost) or v2i64 (1 ext).
+    { ISD::FP_TO_SINT, MVT::v2i64, MVT::v2f32, 2 },
+    { ISD::FP_TO_SINT, MVT::v2i16, MVT::v2f32, 1 },
+    { ISD::FP_TO_SINT, MVT::v2i8,  MVT::v2f32, 1 },
+    { ISD::FP_TO_UINT, MVT::v2i64, MVT::v2f32, 2 },
+    { ISD::FP_TO_UINT, MVT::v2i16, MVT::v2f32, 1 },
+    { ISD::FP_TO_UINT, MVT::v2i8,  MVT::v2f32, 1 },
+
+    // Complex, from v4f32: legal type is v4i16, 1 narrowing => ~2
+    { ISD::FP_TO_SINT, MVT::v4i16, MVT::v4f32, 2 },
+    { ISD::FP_TO_SINT, MVT::v4i8,  MVT::v4f32, 2 },
+    { ISD::FP_TO_UINT, MVT::v4i16, MVT::v4f32, 2 },
+    { ISD::FP_TO_UINT, MVT::v4i8,  MVT::v4f32, 2 },
+
+    // Complex, from v2f64: legal type is v2i32, 1 narrowing => ~2.
+    { ISD::FP_TO_SINT, MVT::v2i32, MVT::v2f64, 2 },
+    { ISD::FP_TO_SINT, MVT::v2i16, MVT::v2f64, 2 },
+    { ISD::FP_TO_SINT, MVT::v2i8,  MVT::v2f64, 2 },
+    { ISD::FP_TO_UINT, MVT::v2i32, MVT::v2f64, 2 },
+    { ISD::FP_TO_UINT, MVT::v2i16, MVT::v2f64, 2 },
+    { ISD::FP_TO_UINT, MVT::v2i8,  MVT::v2f64, 2 },
+  };
+
+  int Idx = ConvertCostTableLookup<MVT>(
+      ConversionTbl, array_lengthof(ConversionTbl), ISD, DstTy.getSimpleVT(),
+      SrcTy.getSimpleVT());
+  if (Idx != -1)
+    return ConversionTbl[Idx].Cost;
+
+  return TargetTransformInfo::getCastInstrCost(Opcode, Dst, Src);
+}
+
+unsigned AArch64TTI::getVectorInstrCost(unsigned Opcode, Type *Val,
+                                      unsigned Index) const {
+  assert(Val->isVectorTy() && "This must be a vector type");
+
+  if (Index != -1U) {
+    // Legalize the type.
+    std::pair<unsigned, MVT> LT = TLI->getTypeLegalizationCost(Val);
+
+    // This type is legalized to a scalar type.
+    if (!LT.second.isVector())
+      return 0;
+
+    // The type may be split. Normalize the index to the new type.
+    unsigned Width = LT.second.getVectorNumElements();
+    Index = Index % Width;
+
+    // The element at index zero is already inside the vector.
+    if (Index == 0)
+      return 0;
+  }
+
+  // All other insert/extracts cost this much.
+  return 2;
+}
+
+unsigned AArch64TTI::getArithmeticInstrCost(unsigned Opcode, Type *Ty,
+                                          OperandValueKind Opd1Info,
+                                          OperandValueKind Opd2Info) const {
+  // Legalize the type.
+  std::pair<unsigned, MVT> LT = TLI->getTypeLegalizationCost(Ty);
+
+  int ISD = TLI->InstructionOpcodeToISD(Opcode);
+
+  switch (ISD) {
+  default:
+    return TargetTransformInfo::getArithmeticInstrCost(Opcode, Ty, Opd1Info,
+                                                       Opd2Info);
+  case ISD::ADD:
+  case ISD::MUL:
+  case ISD::XOR:
+  case ISD::OR:
+  case ISD::AND:
+    // These nodes are marked as 'custom' for combining purposes only.
+    // We know that they are legal. See LowerAdd in ISelLowering.
+    return 1 * LT.first;
+  }
+}
+
+unsigned AArch64TTI::getAddressComputationCost(Type *Ty, bool IsComplex) const {
+  // Address computations in vectorized code with non-consecutive addresses will
+  // likely result in more instructions compared to scalar code where the
+  // computation can more often be merged into the index mode. The resulting
+  // extra micro-ops can significantly decrease throughput.
+  unsigned NumVectorInstToHideOverhead = 10;
+
+  if (Ty->isVectorTy() && IsComplex)
+    return NumVectorInstToHideOverhead;
+
+  // In many cases the address computation is not merged into the instruction
+  // addressing mode.
+  return 1;
+}
+
+unsigned AArch64TTI::getCmpSelInstrCost(unsigned Opcode, Type *ValTy,
+                                      Type *CondTy) const {
+
+  int ISD = TLI->InstructionOpcodeToISD(Opcode);
+  // We don't lower vector selects well that are wider than the register width.
+  if (ValTy->isVectorTy() && ISD == ISD::SELECT) {
+    // We would need this many instructions to hide the scalarization happening.
+    unsigned AmortizationCost = 20;
+    static const TypeConversionCostTblEntry<MVT::SimpleValueType>
+    VectorSelectTbl[] = {
+      { ISD::SELECT, MVT::v16i1, MVT::v16i16, 16 * AmortizationCost },
+      { ISD::SELECT, MVT::v8i1, MVT::v8i32, 8 * AmortizationCost },
+      { ISD::SELECT, MVT::v16i1, MVT::v16i32, 16 * AmortizationCost },
+      { ISD::SELECT, MVT::v4i1, MVT::v4i64, 4 * AmortizationCost },
+      { ISD::SELECT, MVT::v8i1, MVT::v8i64, 8 * AmortizationCost },
+      { ISD::SELECT, MVT::v16i1, MVT::v16i64, 16 * AmortizationCost }
+    };
+
+    EVT SelCondTy = TLI->getValueType(CondTy);
+    EVT SelValTy = TLI->getValueType(ValTy);
+    if (SelCondTy.isSimple() && SelValTy.isSimple()) {
+      int Idx =
+          ConvertCostTableLookup(VectorSelectTbl, ISD, SelCondTy.getSimpleVT(),
+                                 SelValTy.getSimpleVT());
+      if (Idx != -1)
+        return VectorSelectTbl[Idx].Cost;
+    }
+  }
+  return TargetTransformInfo::getCmpSelInstrCost(Opcode, ValTy, CondTy);
+}
+
+unsigned AArch64TTI::getMemoryOpCost(unsigned Opcode, Type *Src,
+                                   unsigned Alignment,
+                                   unsigned AddressSpace) const {
+  std::pair<unsigned, MVT> LT = TLI->getTypeLegalizationCost(Src);
+
+  if (Opcode == Instruction::Store && Src->isVectorTy() && Alignment != 16 &&
+      Src->getVectorElementType()->isIntegerTy(64)) {
+    // Unaligned stores are extremely inefficient. We don't split
+    // unaligned v2i64 stores because the negative impact that has shown in
+    // practice on inlined memcpy code.
+    // We make v2i64 stores expensive so that we will only vectorize if there
+    // are 6 other instructions getting vectorized.
+    unsigned AmortizationCost = 6;
+
+    return LT.first * 2 * AmortizationCost;
+  }
+
+  if (Src->isVectorTy() && Src->getVectorElementType()->isIntegerTy(8) &&
+      Src->getVectorNumElements() < 8) {
+    // We scalarize the loads/stores because there is not v.4b register and we
+    // have to promote the elements to v.4h.
+    unsigned NumVecElts = Src->getVectorNumElements();
+    unsigned NumVectorizableInstsToAmortize = NumVecElts * 2;
+    // We generate 2 instructions per vector element.
+    return NumVectorizableInstsToAmortize * NumVecElts * 2;
+  }
+
+  return LT.first;
+}
+
+unsigned AArch64TTI::getCostOfKeepingLiveOverCall(ArrayRef<Type*> Tys) const {
+  unsigned Cost = 0;
+  for (auto *I : Tys) {
+    if (!I->isVectorTy())
+      continue;
+    if (I->getScalarSizeInBits() * I->getVectorNumElements() == 128)
+      Cost += getMemoryOpCost(Instruction::Store, I, 128, 0) +
+        getMemoryOpCost(Instruction::Load, I, 128, 0);
+  }
+  return Cost;
+}