Use new neon_vector_type and neon_polyvector_type attributes for Neon vectors.
[oota-llvm.git] / utils / TableGen / NeonEmitter.cpp
index 9cf2cbfc108360820b0e3373cefd54fc9024025d..f4f79493e405976f95978bb8f1a109da520ee826 100644 (file)
 // a declaration and definition of each function specified by the ARM NEON 
 // compiler interface.  See ARM document DUI0348B.
 //
+// Each NEON instruction is implemented in terms of 1 or more functions which
+// are suffixed with the element type of the input vectors.  Functions may be 
+// implemented in terms of generic vector operations such as +, *, -, etc. or
+// by calling a __builtin_-prefixed function which will be handled by clang's
+// CodeGen library.
+//
+// Additional validation code can be generated by this file when runHeader() is
+// called, rather than the normal run() entry point.
+//
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 #include "NeonEmitter.h"
 
 using namespace llvm;
 
+/// ParseTypes - break down a string such as "fQf" into a vector of StringRefs,
+/// which each StringRef representing a single type declared in the string.
+/// for "fQf" we would end up with 2 StringRefs, "f", and "Qf", representing
+/// 2xfloat and 4xfloat respectively.
 static void ParseTypes(Record *r, std::string &s,
                        SmallVectorImpl<StringRef> &TV) {
   const char *data = s.data();
@@ -49,6 +62,8 @@ static void ParseTypes(Record *r, std::string &s,
   }
 }
 
+/// Widen - Convert a type code into the next wider type.  char -> short,
+/// short -> int, etc.
 static char Widen(const char t) {
   switch (t) {
     case 'c':
@@ -62,6 +77,8 @@ static char Widen(const char t) {
   return '\0';
 }
 
+/// Narrow - Convert a type code into the next smaller type.  short -> char,
+/// float -> half float, etc.
 static char Narrow(const char t) {
   switch (t) {
     case 's':
@@ -77,6 +94,8 @@ static char Narrow(const char t) {
   return '\0';
 }
 
+/// For a particular StringRef, return the base type code, and whether it has
+/// the quad-vector, polynomial, or unsigned modifiers set.
 static char ClassifyType(StringRef ty, bool &quad, bool &poly, bool &usgn) {
   unsigned off = 0;
   
@@ -102,6 +121,8 @@ static char ClassifyType(StringRef ty, bool &quad, bool &poly, bool &usgn) {
   return ty[off];
 }
 
+/// ModType - Transform a type code and its modifiers based on a mod code. The
+/// mod code definitions may be found at the top of arm_neon.td.
 static char ModType(const char mod, char type, bool &quad, bool &poly,
                     bool &usgn, bool &scal, bool &cnst, bool &pntr) {
   switch (mod) {
@@ -124,6 +145,9 @@ static char ModType(const char mod, char type, bool &quad, bool &poly,
       type = 'f';
       usgn = false;
       break;
+    case 'g':
+      quad = false;
+      break;
     case 'w':
       type = Widen(type);
       quad = true;
@@ -137,6 +161,7 @@ static char ModType(const char mod, char type, bool &quad, bool &poly,
       usgn = true;
       break;
     case 's':
+    case 'a':
       scal = true;
       break;
     case 'k':
@@ -145,8 +170,6 @@ static char ModType(const char mod, char type, bool &quad, bool &poly,
     case 'c':
       cnst = true;
     case 'p':
-      usgn = false;
-      poly = false;
       pntr = true;
       scal = true;
       break;
@@ -165,8 +188,9 @@ static char ModType(const char mod, char type, bool &quad, bool &poly,
   return type;
 }
 
-static std::string TypeString(const char mod, StringRef typestr,
-                              bool ret = false) {
+/// TypeString - for a modifier and type, generate the name of the typedef for
+/// that type.  QUc -> uint8x8_t.
+static std::string TypeString(const char mod, StringRef typestr) {
   bool quad = false;
   bool poly = false;
   bool usgn = false;
@@ -187,9 +211,6 @@ static std::string TypeString(const char mod, StringRef typestr,
   
   SmallString<128> s;
   
-  if (ret)
-    s += "__neon_";
-  
   if (usgn)
     s.push_back('u');
   
@@ -254,6 +275,9 @@ static std::string TypeString(const char mod, StringRef typestr,
   return s.str();
 }
 
+/// BuiltinTypeString - for a modifier and type, generate the clang
+/// BuiltinsARM.def prototype code for the function.  See the top of clang's
+/// Builtins.def for a description of the type strings.
 static std::string BuiltinTypeString(const char mod, StringRef typestr,
                                      ClassKind ck, bool ret) {
   bool quad = false;
@@ -274,9 +298,11 @@ static std::string BuiltinTypeString(const char mod, StringRef typestr,
   // Based on the modifying character, change the type and width if necessary.
   type = ModType(mod, type, quad, poly, usgn, scal, cnst, pntr);
 
-  if (pntr)
+  if (pntr) {
+    usgn = false;
+    poly = false;
     type = 'v';
-  
+  }
   if (type == 'h') {
     type = 's';
     usgn = true;
@@ -302,18 +328,20 @@ static std::string BuiltinTypeString(const char mod, StringRef typestr,
   }
 
   // Since the return value must be one type, return a vector type of the
-  // appropriate width which we will bitcast.
+  // appropriate width which we will bitcast.  An exception is made for
+  // returning structs of 2, 3, or 4 vectors which are returned in a sret-like
+  // fashion, storing them to a pointer arg.
   if (ret) {
-    if (mod == '2')
-      return quad ? "V32c" : "V16c";
-    if (mod == '3')
-      return quad ? "V48c" : "V24c";
-    if (mod == '4')
-      return quad ? "V64c" : "V32c";
-    if (mod == 'f')
+    if (mod == '2' || mod == '3' || mod == '4')
+      return "vv*";
+    if (mod == 'f' || (ck != ClassB && type == 'f'))
       return quad ? "V4f" : "V2f";
-    if (mod == 'x' || mod == 'u')
+    if (ck != ClassB && type == 's')
+      return quad ? "V8s" : "V4s";
+    if (ck != ClassB && type == 'i')
       return quad ? "V4i" : "V2i";
+    if (ck != ClassB && type == 'l')
+      return quad ? "V2LLi" : "V1LLi";
     
     return quad ? "V16c" : "V8c";
   }    
@@ -325,13 +353,22 @@ static std::string BuiltinTypeString(const char mod, StringRef typestr,
     return quad ? "V16cV16cV16c" : "V8cV8cV8c";
   if (mod == '4')
     return quad ? "V16cV16cV16cV16c" : "V8cV8cV8cV8c";
-  if (mod == 'f')
-    return quad ? "V4f" : "V2f";
 
+  if (mod == 'f' || (ck != ClassB && type == 'f'))
+    return quad ? "V4f" : "V2f";
+  if (ck != ClassB && type == 's')
+    return quad ? "V8s" : "V4s";
+  if (ck != ClassB && type == 'i')
+    return quad ? "V4i" : "V2i";
+  if (ck != ClassB && type == 'l')
+    return quad ? "V2LLi" : "V1LLi";
+  
   return quad ? "V16c" : "V8c";
 }
 
-// Turn "vst2_lane" into "vst2q_lane_f32", etc.
+/// MangleName - Append a type or width suffix to a base neon function name, 
+/// and insert a 'q' in the appropriate location if the operation works on
+/// 128b rather than 64b.   E.g. turn "vst2_lane" into "vst2q_lane_f32", etc.
 static std::string MangleName(const std::string &name, StringRef typestr,
                               ClassKind ck) {
   if (name == "vcvt_f32_f16")
@@ -411,14 +448,17 @@ static std::string MangleName(const std::string &name, StringRef typestr,
 
 // Generate the string "(argtype a, argtype b, ...)"
 static std::string GenArgs(const std::string &proto, StringRef typestr) {
+  bool define = proto.find('i') != std::string::npos;
   char arg = 'a';
   
   std::string s;
   s += "(";
   
   for (unsigned i = 1, e = proto.size(); i != e; ++i, ++arg) {
-    s += TypeString(proto[i], typestr);
-    s.push_back(' ');
+    if (!define) {
+      s += TypeString(proto[i], typestr);
+      s.push_back(' ');
+    }
     s.push_back(arg);
     if ((i + 1) < e)
       s += ", ";
@@ -428,111 +468,173 @@ static std::string GenArgs(const std::string &proto, StringRef typestr) {
   return s;
 }
 
-// Generate the definition for this intrinsic, e.g. "a + b" for OpAdd.
-// If structTypes is true, the NEON types are structs of vector types rather
-// than vector types, and the call becomes "a.val + b.val"
-static std::string GenOpString(OpKind op, const std::string &proto,
-                               StringRef typestr, bool structTypes = true) {
-  std::string ts = TypeString(proto[0], typestr);
-  std::string s = ts + " r; r";
+static std::string Duplicate(unsigned nElts, StringRef typestr, 
+                             const std::string &a) {
+  std::string s;
+  
+  s = "(" + TypeString('d', typestr) + "){ ";
+  for (unsigned i = 0; i != nElts; ++i) {
+    s += a;
+    if ((i + 1) < nElts)
+      s += ", ";
+  }
+  s += " }";
+  
+  return s;
+}
 
-  bool quad, dummy;
+static unsigned GetNumElements(StringRef typestr, bool &quad) {
+  quad = false;
+  bool dummy = false;
   char type = ClassifyType(typestr, quad, dummy, dummy);
   unsigned nElts = 0;
   switch (type) {
-    case 'c': nElts = 8; break;
-    case 's': nElts = 4; break;
-    case 'i': nElts = 2; break;
-    case 'l': nElts = 1; break;
-    case 'h': nElts = 4; break;
-    case 'f': nElts = 2; break;
+  case 'c': nElts = 8; break;
+  case 's': nElts = 4; break;
+  case 'i': nElts = 2; break;
+  case 'l': nElts = 1; break;
+  case 'h': nElts = 4; break;
+  case 'f': nElts = 2; break;
+  default:
+    throw "unhandled type!";
+    break;
   }
-  nElts <<= quad;
+  if (quad) nElts <<= 1;
+  return nElts;
+}
+
+// Generate the definition for this intrinsic, e.g. "a + b" for OpAdd.
+static std::string GenOpString(OpKind op, const std::string &proto,
+                               StringRef typestr) {
+  bool quad;
+  unsigned nElts = GetNumElements(typestr, quad);
   
-  if (structTypes)
-    s += ".val";
+  std::string ts = TypeString(proto[0], typestr);
+  std::string s;
+  if (op == OpHi || op == OpLo) {
+    s = "union { " + ts + " r; double d; } u; u.d";
+  } else {
+    s = ts + " r; r";
+  }
   
   s += " = ";
 
-  std::string a, b, c;
-  if (proto.size() > 1)
-    a = (structTypes && proto[1] != 'l' && proto[1] != 's') ? "a.val" : "a";
-  b = structTypes ? "b.val" : "b";
-  c = structTypes ? "c.val" : "c";
-  
   switch(op) {
   case OpAdd:
-    s += a + " + " + b;
+    s += "a + b";
     break;
   case OpSub:
-    s += a + " - " + b;
+    s += "a - b";
+    break;
+  case OpMulN:
+    s += "a * " + Duplicate(nElts, typestr, "b");
     break;
   case OpMul:
-    s += a + " * " + b;
+    s += "a * b";
+    break;
+  case OpMlaN:
+    s += "a + (b * " + Duplicate(nElts, typestr, "c") + ")";
     break;
   case OpMla:
-    s += a + " + ( " + b + " * " + c + " )";
+    s += "a + (b * c)";
+    break;
+  case OpMlsN:
+    s += "a - (b * " + Duplicate(nElts, typestr, "c") + ")";
     break;
   case OpMls:
-    s += a + " - ( " + b + " * " + c + " )";
+    s += "a - (b * c)";
     break;
   case OpEq:
-    s += "(__neon_" + ts + ")(" + a + " == " + b + ")";
+    s += "(" + ts + ")(a == b)";
     break;
   case OpGe:
-    s += "(__neon_" + ts + ")(" + a + " >= " + b + ")";
+    s += "(" + ts + ")(a >= b)";
     break;
   case OpLe:
-    s += "(__neon_" + ts + ")(" + a + " <= " + b + ")";
+    s += "(" + ts + ")(a <= b)";
     break;
   case OpGt:
-    s += "(__neon_" + ts + ")(" + a + " > " + b + ")";
+    s += "(" + ts + ")(a > b)";
     break;
   case OpLt:
-    s += "(__neon_" + ts + ")(" + a + " < " + b + ")";
+    s += "(" + ts + ")(a < b)";
     break;
   case OpNeg:
-    s += " -" + a;
+    s += " -a";
     break;
   case OpNot:
-    s += " ~" + a;
+    s += " ~a";
     break;
   case OpAnd:
-    s += a + " & " + b;
+    s += "a & b";
     break;
   case OpOr:
-    s += a + " | " + b;
+    s += "a | b";
     break;
   case OpXor:
-    s += a + " ^ " + b;
+    s += "a ^ b";
     break;
   case OpAndNot:
-    s += a + " & ~" + b;
+    s += "a & ~b";
     break;
   case OpOrNot:
-    s += a + " | ~" + b;
+    s += "a | ~b";
     break;
   case OpCast:
-    s += "(__neon_" + ts + ")" + a;
+    s += "(" + ts + ")a";
     break;
   case OpConcat:
-    s += "__builtin_shufflevector((__neon_int64x1_t)" + a;
-    s += ", (__neon_int64x1_t)" + b + ", 0, 1)";
+    s += "__builtin_shufflevector((int64x1_t)a";
+    s += ", (int64x1_t)b, 0, 1)";
+    break;
+  case OpHi:
+    s += "(((float64x2_t)a)[1])";
+    break;
+  case OpLo:
+    s += "(((float64x2_t)a)[0])";
     break;
   case OpDup:
-    s += "(__neon_" + ts + "){ ";
-    for (unsigned i = 0; i != nElts; ++i) {
-      s += a;
-      if ((i + 1) < nElts)
-        s += ", ";
-    }
-    s += " }";
+    s += Duplicate(nElts, typestr, "a");
+    break;
+  case OpSelect:
+    // ((0 & 1) | (~0 & 2))
+    ts = TypeString(proto[1], typestr);
+    s += "(a & (" + ts + ")b) | ";
+    s += "(~a & (" + ts + ")c)";
+    break;
+  case OpRev16:
+    s += "__builtin_shufflevector(a, a";
+    for (unsigned i = 2; i <= nElts; i += 2)
+      for (unsigned j = 0; j != 2; ++j)
+        s += ", " + utostr(i - j - 1);
+    s += ")";
     break;
+  case OpRev32: {
+    unsigned WordElts = nElts >> (1 + (int)quad);
+    s += "__builtin_shufflevector(a, a";
+    for (unsigned i = WordElts; i <= nElts; i += WordElts)
+      for (unsigned j = 0; j != WordElts; ++j)
+        s += ", " + utostr(i - j - 1);
+    s += ")";
+    break;
+  }
+  case OpRev64: {
+    unsigned DblWordElts = nElts >> (int)quad;
+    s += "__builtin_shufflevector(a, a";
+    for (unsigned i = DblWordElts; i <= nElts; i += DblWordElts)
+      for (unsigned j = 0; j != DblWordElts; ++j)
+        s += ", " + utostr(i - j - 1);
+    s += ")";
+    break;
+  }
   default:
     throw "unknown OpKind!";
     break;
   }
-  s += "; return r;";
+  if (op == OpHi || op == OpLo)
+    s += "; return u.r;";
+  else
+    s += "; return r;";
   return s;
 }
 
@@ -550,15 +652,15 @@ static unsigned GetNeonEnum(const std::string &proto, StringRef typestr) {
   bool cnst = false;
   bool pntr = false;
   
-  // base type to get the type string for.
+  // Base type to get the type string for.
   char type = ClassifyType(typestr, quad, poly, usgn);
   
   // Based on the modifying character, change the type and width if necessary.
   type = ModType(mod, type, quad, poly, usgn, scal, cnst, pntr);
-  
+
   if (usgn)
     ret |= 0x08;
-  if (quad)
+  if (quad && proto[1] != 'g')
     ret |= 0x10;
   
   switch (type) {
@@ -588,15 +690,21 @@ static unsigned GetNeonEnum(const std::string &proto, StringRef typestr) {
 }
 
 // Generate the definition for this intrinsic, e.g. __builtin_neon_cls(a)
-// If structTypes is true, the NEON types are structs of vector types rather
-// than vector types, and the call becomes __builtin_neon_cls(a.val)
 static std::string GenBuiltin(const std::string &name, const std::string &proto,
-                              StringRef typestr, ClassKind ck,
-                              bool structTypes = true) {
+                              StringRef typestr, ClassKind ck) {
+  bool quad;
+  unsigned nElts = GetNumElements(typestr, quad);
   char arg = 'a';
   std::string s;
 
-  bool unioning = (proto[0] == '2' || proto[0] == '3' || proto[0] == '4');
+  // If this builtin returns a struct 2, 3, or 4 vectors, pass it as an implicit
+  // sret-like argument.
+  bool sret = (proto[0] == '2' || proto[0] == '3' || proto[0] == '4');
+
+  // If this builtin takes an immediate argument, we need to #define it rather
+  // than use a standard declaration, so that SemaChecking can range check
+  // the immediate passed by the user.
+  bool define = proto.find('i') != std::string::npos;
 
   // If all types are the same size, bitcasting the args will take care 
   // of arg checking.  The actual signedness etc. will be taken care of with
@@ -605,33 +713,46 @@ static std::string GenBuiltin(const std::string &name, const std::string &proto,
     ck = ClassB;
 
   if (proto[0] != 'v') {
-    if (unioning) {
-      s += "union { ";
-      s += TypeString(proto[0], typestr, true) + " val; ";
-      s += TypeString(proto[0], typestr, false) + " s; ";
-      s += "} r;";
+    std::string ts = TypeString(proto[0], typestr);
+    
+    if (define) {
+      if (sret)
+        s += "({ " + ts + " r; ";
+      else if (proto[0] != 's')
+        s += "(" + ts + ")";
+    } else if (sret) {
+      s += ts + " r; ";
     } else {
-      s += TypeString(proto[0], typestr);
+      s += ts + " r; r = ";
     }
-    
-    s += " r; r";
-    if (structTypes && proto[0] != 's' && proto[0] != 'i' && proto[0] != 'l')
-      s += ".val";
-    
-    s += " = ";
-  }    
+  }
+  
+  bool splat = proto.find('a') != std::string::npos;
   
   s += "__builtin_neon_";
-  s += MangleName(name, typestr, ck);
+  if (splat) {
+    std::string vname(name, 0, name.size()-2);
+    s += MangleName(vname, typestr, ck);
+  } else {
+    s += MangleName(name, typestr, ck);
+  }
   s += "(";
+
+  // Pass the address of the return variable as the first argument to sret-like
+  // builtins.
+  if (sret)
+    s += "&r, ";
   
   for (unsigned i = 1, e = proto.size(); i != e; ++i, ++arg) {
+    std::string args = std::string(&arg, 1);
+    if (define)
+      args = "(" + args + ")";
+    
     // Handle multiple-vector values specially, emitting each subvector as an
     // argument to the __builtin.
-    if (structTypes && (proto[i] == '2' || proto[i] == '3' || proto[i] == '4')){
+    if (proto[i] == '2' || proto[i] == '3' || proto[i] == '4') {
       for (unsigned vi = 0, ve = proto[i] - '0'; vi != ve; ++vi) {
-        s.push_back(arg);
-        s += ".val[" + utostr(vi) + "]";
+        s += args + ".val[" + utostr(vi) + "]";
         if ((vi + 1) < ve)
           s += ", ";
       }
@@ -641,12 +762,10 @@ static std::string GenBuiltin(const std::string &name, const std::string &proto,
       continue;
     }
     
-    s.push_back(arg);
-    
-    if (structTypes && proto[i] != 's' && proto[i] != 'i' && proto[i] != 'l' &&
-        proto[i] != 'p' && proto[i] != 'c') {
-      s += ".val";
-    }
+    if (splat && (i + 1) == e) 
+      s += Duplicate(nElts, typestr, args);
+    else
+      s += args;
     if ((i + 1) < e)
       s += ", ";
   }
@@ -655,13 +774,18 @@ static std::string GenBuiltin(const std::string &name, const std::string &proto,
   if (ck == ClassB)
     s += ", " + utostr(GetNeonEnum(proto, typestr));
   
-  s += ");";
+  if (define)
+    s += ")";
+  else
+    s += ");";
 
   if (proto[0] != 'v') {
-    if (unioning)
-      s += " return r.s;";
-    else
+    if (define) {
+      if (sret)
+        s += "; r; })";
+    } else {
       s += " return r;";
+    }
   }
   return s;
 }
@@ -691,6 +815,8 @@ static std::string GenBuiltinDef(const std::string &name,
   return s;
 }
 
+/// run - Read the records in arm_neon.td and output arm_neon.h.  arm_neon.h
+/// is comprised of type definitions and function declarations.
 void NeonEmitter::run(raw_ostream &OS) {
   EmitSourceFileHeader("ARM NEON Header", OS);
   
@@ -706,11 +832,9 @@ void NeonEmitter::run(raw_ostream &OS) {
   OS << "#include <stdint.h>\n\n";
 
   // Emit NEON-specific scalar typedefs.
-  // FIXME: probably need to do something better for polynomial types.
-  // FIXME: is this the correct thing to do for float16?
   OS << "typedef float float32_t;\n";
-  OS << "typedef uint8_t poly8_t;\n";
-  OS << "typedef uint16_t poly16_t;\n";
+  OS << "typedef int8_t poly8_t;\n";
+  OS << "typedef int16_t poly16_t;\n";
   OS << "typedef uint16_t float16_t;\n";
 
   // Emit Neon vector typedefs.
@@ -719,35 +843,39 @@ void NeonEmitter::run(raw_ostream &OS) {
   ParseTypes(0, TypedefTypes, TDTypeVec);
 
   // Emit vector typedefs.
-  for (unsigned v = 1; v != 5; ++v) {
-    for (unsigned i = 0, e = TDTypeVec.size(); i != e; ++i) {
-      bool dummy, quad = false;
-      (void) ClassifyType(TDTypeVec[i], quad, dummy, dummy);
-      OS << "typedef __attribute__(( __vector_size__(";
-      
-      OS << utostr(8*v*(quad ? 2 : 1)) << ") )) ";
-      if (!quad)
-        OS << " ";
+  for (unsigned i = 0, e = TDTypeVec.size(); i != e; ++i) {
+    bool dummy, quad = false, poly = false;
+    (void) ClassifyType(TDTypeVec[i], quad, poly, dummy);
+    if (poly)
+      OS << "typedef __attribute__((neon_polyvector_type(";
+    else
+      OS << "typedef __attribute__((neon_vector_type(";
       
-      OS << TypeString('s', TDTypeVec[i]);
-      OS << " __neon_";
+    unsigned nElts = GetNumElements(TDTypeVec[i], quad);
+    OS << utostr(nElts) << "))) ";
+    if (nElts < 10)
+      OS << " ";
       
-      char t = (v == 1) ? 'd' : '0' + v;
-      OS << TypeString(t, TDTypeVec[i]) << ";\n";
-    }
+    OS << TypeString('s', TDTypeVec[i]);
+    OS << " " << TypeString('d', TDTypeVec[i]) << ";\n";
   }
   OS << "\n";
+  OS << "typedef __attribute__((__vector_size__(8)))  "
+    "double float64x1_t;\n";
+  OS << "typedef __attribute__((__vector_size__(16))) "
+    "double float64x2_t;\n";
+  OS << "\n";
 
   // Emit struct typedefs.
-  for (unsigned vi = 1; vi != 5; ++vi) {
+  for (unsigned vi = 2; vi != 5; ++vi) {
     for (unsigned i = 0, e = TDTypeVec.size(); i != e; ++i) {
       std::string ts = TypeString('d', TDTypeVec[i]);
-      std::string vs = (vi > 1) ? TypeString('0' + vi, TDTypeVec[i]) : ts;
-      OS << "typedef struct __" << vs << " {\n";
-      OS << "  __neon_" << ts << " val";
-      if (vi > 1)
-        OS << "[" << utostr(vi) << "]";
-      OS << ";\n} " << vs << ";\n\n";
+      std::string vs = TypeString('0' + vi, TDTypeVec[i]);
+      OS << "typedef struct " << vs << " {\n";
+      OS << "  " << ts << " val";
+      OS << "[" << utostr(vi) << "]";
+      OS << ";\n} ";
+      OS << vs << ";\n\n";
     }
   }
   
@@ -767,11 +895,16 @@ void NeonEmitter::run(raw_ostream &OS) {
     
     OpKind k = OpMap[R->getValueAsDef("Operand")->getName()];
     
+    bool define = Proto.find('i') != std::string::npos;
+    
     for (unsigned ti = 0, te = TypeVec.size(); ti != te; ++ti) {
       assert(!Proto.empty() && "");
       
       // static always inline + return type
-      OS << "__ai " << TypeString(Proto[0], TypeVec[ti]);
+      if (define)
+        OS << "#define";
+      else
+        OS << "__ai " << TypeString(Proto[0], TypeVec[ti]);
       
       // Function name with type suffix
       OS << " " << MangleName(name, TypeVec[ti], ClassS);
@@ -780,7 +913,10 @@ void NeonEmitter::run(raw_ostream &OS) {
       OS << GenArgs(Proto, TypeVec[ti]);
       
       // Definition.
-      OS << " { ";
+      if (define)
+        OS << " ";
+      else
+        OS << " { ";
       
       if (k != OpNone) {
         OS << GenOpString(k, Proto, TypeVec[ti]);
@@ -794,8 +930,9 @@ void NeonEmitter::run(raw_ostream &OS) {
           throw TGError(R->getLoc(), "Builtin has no class kind");
         OS << GenBuiltin(name, Proto, TypeVec[ti], ck);
       }
-
-      OS << " }\n";
+      if (!define)
+        OS << " }";
+      OS << "\n";
     }
     OS << "\n";
   }
@@ -803,31 +940,68 @@ void NeonEmitter::run(raw_ostream &OS) {
   OS << "#endif /* __ARM_NEON_H */\n";
 }
 
+static unsigned RangeFromType(StringRef typestr) {
+  // base type to get the type string for.
+  bool quad = false, dummy = false;
+  char type = ClassifyType(typestr, quad, dummy, dummy);
+  
+  switch (type) {
+    case 'c':
+      return (8 << (int)quad) - 1;
+    case 'h':
+    case 's':
+      return (4 << (int)quad) - 1;
+    case 'f':
+    case 'i':
+      return (2 << (int)quad) - 1;
+    case 'l':
+      return (1 << (int)quad) - 1;
+    default:
+      throw "unhandled type!";
+      break;
+  }
+  assert(0 && "unreachable");
+  return 0;
+}
+
+/// runHeader - Emit a file with sections defining:
+/// 1. the NEON section of BuiltinsARM.def.
+/// 2. the SemaChecking code for the type overload checking.
+/// 3. the SemaChecking code for validation of intrinsic immedate arguments.
 void NeonEmitter::runHeader(raw_ostream &OS) {
   std::vector<Record*> RV = Records.getAllDerivedDefinitions("Inst");
 
   StringMap<OpKind> EmittedMap;
   
+  // Generate BuiltinsARM.def for NEON
+  OS << "#ifdef GET_NEON_BUILTINS\n";
   for (unsigned i = 0, e = RV.size(); i != e; ++i) {
     Record *R = RV[i];
-
     OpKind k = OpMap[R->getValueAsDef("Operand")->getName()];
     if (k != OpNone)
       continue;
-    
-    std::string name = LowercaseString(R->getName());
+
     std::string Proto = R->getValueAsString("Prototype");
+    
+    // Functions with 'a' (the splat code) in the type prototype should not get
+    // their own builtin as they use the non-splat variant.
+    if (Proto.find('a') != std::string::npos)
+      continue;
+    
     std::string Types = R->getValueAsString("Types");
-
     SmallVector<StringRef, 16> TypeVec;
     ParseTypes(R, Types, TypeVec);
-
+    
     if (R->getSuperClasses().size() < 2)
       throw TGError(R->getLoc(), "Builtin has no class kind");
     
+    std::string name = LowercaseString(R->getName());
     ClassKind ck = ClassMap[R->getSuperClasses()[1]];
     
     for (unsigned ti = 0, te = TypeVec.size(); ti != te; ++ti) {
+      // Generate the BuiltinsARM.def declaration for this builtin, ensuring
+      // that each unique BUILTIN() macro appears only once in the output
+      // stream.
       std::string bd = GenBuiltinDef(name, Proto, TypeVec[ti], ck);
       if (EmittedMap.count(bd))
         continue;
@@ -836,4 +1010,139 @@ void NeonEmitter::runHeader(raw_ostream &OS) {
       OS << bd << "\n";
     }
   }
+  OS << "#endif\n\n";
+  
+  // Generate the overloaded type checking code for SemaChecking.cpp
+  OS << "#ifdef GET_NEON_OVERLOAD_CHECK\n";
+  for (unsigned i = 0, e = RV.size(); i != e; ++i) {
+    Record *R = RV[i];
+    OpKind k = OpMap[R->getValueAsDef("Operand")->getName()];
+    if (k != OpNone)
+      continue;
+    
+    std::string Proto = R->getValueAsString("Prototype");
+    std::string Types = R->getValueAsString("Types");
+    std::string name = LowercaseString(R->getName());
+    
+    // Functions with 'a' (the splat code) in the type prototype should not get
+    // their own builtin as they use the non-splat variant.
+    if (Proto.find('a') != std::string::npos)
+      continue;
+    
+    // Functions which have a scalar argument cannot be overloaded, no need to
+    // check them if we are emitting the type checking code.
+    if (Proto.find('s') != std::string::npos)
+      continue;
+    
+    SmallVector<StringRef, 16> TypeVec;
+    ParseTypes(R, Types, TypeVec);
+    
+    if (R->getSuperClasses().size() < 2)
+      throw TGError(R->getLoc(), "Builtin has no class kind");
+    
+    int si = -1, qi = -1;
+    unsigned mask = 0, qmask = 0;
+    for (unsigned ti = 0, te = TypeVec.size(); ti != te; ++ti) {
+      // Generate the switch case(s) for this builtin for the type validation.
+      bool quad = false, poly = false, usgn = false;
+      (void) ClassifyType(TypeVec[ti], quad, poly, usgn);
+      
+      if (quad) {
+        qi = ti;
+        qmask |= 1 << GetNeonEnum(Proto, TypeVec[ti]);
+      } else {
+        si = ti;
+        mask |= 1 << GetNeonEnum(Proto, TypeVec[ti]);
+      }
+    }
+    if (mask)
+      OS << "case ARM::BI__builtin_neon_" 
+      << MangleName(name, TypeVec[si], ClassB)
+      << ": mask = " << "0x" << utohexstr(mask) << "; break;\n";
+    if (qmask)
+      OS << "case ARM::BI__builtin_neon_" 
+      << MangleName(name, TypeVec[qi], ClassB)
+      << ": mask = " << "0x" << utohexstr(qmask) << "; break;\n";
+  }
+  OS << "#endif\n\n";
+  
+  // Generate the intrinsic range checking code for shift/lane immediates.
+  OS << "#ifdef GET_NEON_IMMEDIATE_CHECK\n";
+  for (unsigned i = 0, e = RV.size(); i != e; ++i) {
+    Record *R = RV[i];
+    
+    OpKind k = OpMap[R->getValueAsDef("Operand")->getName()];
+    if (k != OpNone)
+      continue;
+    
+    std::string name = LowercaseString(R->getName());
+    std::string Proto = R->getValueAsString("Prototype");
+    std::string Types = R->getValueAsString("Types");
+    
+    // Functions with 'a' (the splat code) in the type prototype should not get
+    // their own builtin as they use the non-splat variant.
+    if (Proto.find('a') != std::string::npos)
+      continue;
+    
+    // Functions which do not have an immediate do not need to have range
+    // checking code emitted.
+    if (Proto.find('i') == std::string::npos)
+      continue;
+    
+    SmallVector<StringRef, 16> TypeVec;
+    ParseTypes(R, Types, TypeVec);
+    
+    if (R->getSuperClasses().size() < 2)
+      throw TGError(R->getLoc(), "Builtin has no class kind");
+    
+    ClassKind ck = ClassMap[R->getSuperClasses()[1]];
+    
+    for (unsigned ti = 0, te = TypeVec.size(); ti != te; ++ti) {
+      std::string namestr, shiftstr, rangestr;
+      
+      // Builtins which are overloaded by type will need to have their upper
+      // bound computed at Sema time based on the type constant.
+      if (Proto.find('s') == std::string::npos) {
+        ck = ClassB;
+        if (R->getValueAsBit("isShift")) {
+          shiftstr = ", true";
+          
+          // Right shifts have an 'r' in the name, left shifts do not.
+          if (name.find('r') != std::string::npos)
+            rangestr = "l = 1; ";
+        }
+        rangestr += "u = RFT(TV" + shiftstr + ")";
+      } else {
+        rangestr = "u = " + utostr(RangeFromType(TypeVec[ti]));
+      }
+      // Make sure cases appear only once by uniquing them in a string map.
+      namestr = MangleName(name, TypeVec[ti], ck);
+      if (EmittedMap.count(namestr))
+        continue;
+      EmittedMap[namestr] = OpNone;
+
+      // Calculate the index of the immediate that should be range checked.
+      unsigned immidx = 0;
+      
+      // Builtins that return a struct of multiple vectors have an extra
+      // leading arg for the struct return.
+      if (Proto[0] == '2' || Proto[0] == '3' || Proto[0] == '4')
+        ++immidx;
+      
+      // Add one to the index for each argument until we reach the immediate 
+      // to be checked.  Structs of vectors are passed as multiple arguments.
+      for (unsigned ii = 1, ie = Proto.size(); ii != ie; ++ii) {
+        switch (Proto[ii]) {
+          default:  immidx += 1; break;
+          case '2': immidx += 2; break;
+          case '3': immidx += 3; break;
+          case '4': immidx += 4; break;
+          case 'i': ie = ii + 1; break;
+        }
+      }
+      OS << "case ARM::BI__builtin_neon_"  << MangleName(name, TypeVec[ti], ck)
+         << ": i = " << immidx << "; " << rangestr << "; break;\n";
+    }
+  }
+  OS << "#endif\n\n";
 }