contrib/llvm/include/llvm/CodeGen/BasicTTIImpl.h

   1 //===- BasicTTIImpl.h -------------------------------------------*- C++ -*-===//
   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 /// \file
  11 /// This file provides a helper that implements much of the TTI interface in
  12 /// terms of the target-independent code generator and TargetLowering
  13 /// interfaces.
  14 //
  15 //===----------------------------------------------------------------------===//
  16
  17 #ifndef LLVM_CODEGEN_BASICTTIIMPL_H
  18 #define LLVM_CODEGEN_BASICTTIIMPL_H
  19
  20 #include "llvm/ADT/APInt.h"
  21 #include "llvm/ADT/ArrayRef.h"
  22 #include "llvm/ADT/BitVector.h"
  23 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
  24 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
  25 #include "llvm/Analysis/LoopInfo.h"
  26 #include "llvm/Analysis/TargetTransformInfo.h"
  27 #include "llvm/Analysis/TargetTransformInfoImpl.h"
  28 #include "llvm/CodeGen/ISDOpcodes.h"
  29 #include "llvm/CodeGen/MachineValueType.h"
  30 #include "llvm/CodeGen/TargetLowering.h"
  31 #include "llvm/CodeGen/TargetSubtargetInfo.h"
  32 #include "llvm/CodeGen/ValueTypes.h"
  33 #include "llvm/IR/BasicBlock.h"
  34 #include "llvm/IR/CallSite.h"
  35 #include "llvm/IR/Constant.h"
  36 #include "llvm/IR/Constants.h"
  37 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
  38 #include "llvm/IR/DerivedTypes.h"
  39 #include "llvm/IR/InstrTypes.h"
  40 #include "llvm/IR/Instruction.h"
  41 #include "llvm/IR/Instructions.h"
  42 #include "llvm/IR/Intrinsics.h"
  43 #include "llvm/IR/Operator.h"
  44 #include "llvm/IR/Type.h"
  45 #include "llvm/IR/Value.h"
  46 #include "llvm/MC/MCSchedule.h"
  47 #include "llvm/Support/Casting.h"
  48 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  49 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  50 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
  51 #include <algorithm>
  52 #include <cassert>
  53 #include <cstdint>
  54 #include <limits>
  55 #include <utility>
  56
  57 namespace llvm {
  58
  59 class Function;
  60 class GlobalValue;
  61 class LLVMContext;
  62 class ScalarEvolution;
  63 class SCEV;
  64 class TargetMachine;
  65
  66 extern cl::opt<unsigned> PartialUnrollingThreshold;
  67
  68 /// \brief Base class which can be used to help build a TTI implementation.
  69 ///
  70 /// This class provides as much implementation of the TTI interface as is
  71 /// possible using the target independent parts of the code generator.
  72 ///
  73 /// In order to subclass it, your class must implement a getST() method to
  74 /// return the subtarget, and a getTLI() method to return the target lowering.
  75 /// We need these methods implemented in the derived class so that this class
  76 /// doesn't have to duplicate storage for them.
  77 template <typename T>
  78 class BasicTTIImplBase : public TargetTransformInfoImplCRTPBase<T> {
  79 private:
  80   using BaseT = TargetTransformInfoImplCRTPBase<T>;
  81   using TTI = TargetTransformInfo;
  82
  83   /// Estimate a cost of shuffle as a sequence of extract and insert
  84   /// operations.
  85   unsigned getPermuteShuffleOverhead(Type *Ty) {
  86     assert(Ty->isVectorTy() && "Can only shuffle vectors");
  87     unsigned Cost = 0;
  88     // Shuffle cost is equal to the cost of extracting element from its argument
  89     // plus the cost of inserting them onto the result vector.
  90
  91     // e.g. <4 x float> has a mask of <0,5,2,7> i.e we need to extract from
  92     // index 0 of first vector, index 1 of second vector,index 2 of first
  93     // vector and finally index 3 of second vector and insert them at index
  94     // <0,1,2,3> of result vector.
  95     for (int i = 0, e = Ty->getVectorNumElements(); i < e; ++i) {
  96       Cost += static_cast<T *>(this)
  97                   ->getVectorInstrCost(Instruction::InsertElement, Ty, i);
  98       Cost += static_cast<T *>(this)
  99                   ->getVectorInstrCost(Instruction::ExtractElement, Ty, i);
 100     }
 101     return Cost;
 102   }
 103
 104   /// \brief Local query method delegates up to T which *must* implement this!
 105   const TargetSubtargetInfo *getST() const {
 106     return static_cast<const T *>(this)->getST();
 107   }
 108
 109   /// \brief Local query method delegates up to T which *must* implement this!
 110   const TargetLoweringBase *getTLI() const {
 111     return static_cast<const T *>(this)->getTLI();
 112   }
 113
 114 protected:
 115   explicit BasicTTIImplBase(const TargetMachine *TM, const DataLayout &DL)
 116       : BaseT(DL) {}
 117
 118   using TargetTransformInfoImplBase::DL;
 119
 120 public:
 121   /// \name Scalar TTI Implementations
 122   /// @{
 123   bool allowsMisalignedMemoryAccesses(LLVMContext &Context,
 124                                       unsigned BitWidth, unsigned AddressSpace,
 125                                       unsigned Alignment, bool *Fast) const {
 126     EVT E = EVT::getIntegerVT(Context, BitWidth);
 127     return getTLI()->allowsMisalignedMemoryAccesses(E, AddressSpace, Alignment, Fast);
 128   }
 129
 130   bool hasBranchDivergence() { return false; }
 131
 132   bool isSourceOfDivergence(const Value *V) { return false; }
 133
 134   bool isAlwaysUniform(const Value *V) { return false; }
 135
 136   unsigned getFlatAddressSpace() {
 137     // Return an invalid address space.
 138     return -1;
 139   }
 140
 141   bool isLegalAddImmediate(int64_t imm) {
 142     return getTLI()->isLegalAddImmediate(imm);
 143   }
 144
 145   bool isLegalICmpImmediate(int64_t imm) {
 146     return getTLI()->isLegalICmpImmediate(imm);
 147   }
 148
 149   bool isLegalAddressingMode(Type *Ty, GlobalValue *BaseGV, int64_t BaseOffset,
 150                              bool HasBaseReg, int64_t Scale,
 151                              unsigned AddrSpace, Instruction *I = nullptr) {
 152     TargetLoweringBase::AddrMode AM;
 153     AM.BaseGV = BaseGV;
 154     AM.BaseOffs = BaseOffset;
 155     AM.HasBaseReg = HasBaseReg;
 156     AM.Scale = Scale;
 157     return getTLI()->isLegalAddressingMode(DL, AM, Ty, AddrSpace, I);
 158   }
 159
 160   bool isLSRCostLess(TTI::LSRCost C1, TTI::LSRCost C2) {
 161     return TargetTransformInfoImplBase::isLSRCostLess(C1, C2);
 162   }
 163
 164   int getScalingFactorCost(Type *Ty, GlobalValue *BaseGV, int64_t BaseOffset,
 165                            bool HasBaseReg, int64_t Scale, unsigned AddrSpace) {
 166     TargetLoweringBase::AddrMode AM;
 167     AM.BaseGV = BaseGV;
 168     AM.BaseOffs = BaseOffset;
 169     AM.HasBaseReg = HasBaseReg;
 170     AM.Scale = Scale;
 171     return getTLI()->getScalingFactorCost(DL, AM, Ty, AddrSpace);
 172   }
 173
 174   bool isTruncateFree(Type *Ty1, Type *Ty2) {
 175     return getTLI()->isTruncateFree(Ty1, Ty2);
 176   }
 177
 178   bool isProfitableToHoist(Instruction *I) {
 179     return getTLI()->isProfitableToHoist(I);
 180   }
 181
 182   bool isTypeLegal(Type *Ty) {
 183     EVT VT = getTLI()->getValueType(DL, Ty);
 184     return getTLI()->isTypeLegal(VT);
 185   }
 186
 187   int getGEPCost(Type *PointeeType, const Value *Ptr,
 188                  ArrayRef<const Value *> Operands) {
 189     return BaseT::getGEPCost(PointeeType, Ptr, Operands);
 190   }
 191
 192   int getExtCost(const Instruction *I, const Value *Src) {
 193     if (getTLI()->isExtFree(I))
 194       return TargetTransformInfo::TCC_Free;
 195
 196     if (isa<ZExtInst>(I) || isa<SExtInst>(I))
 197       if (const LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(Src))
 198         if (getTLI()->isExtLoad(LI, I, DL))
 199           return TargetTransformInfo::TCC_Free;
 200
 201     return TargetTransformInfo::TCC_Basic;
 202   }
 203
 204   unsigned getIntrinsicCost(Intrinsic::ID IID, Type *RetTy,
 205                             ArrayRef<const Value *> Arguments) {
 206     return BaseT::getIntrinsicCost(IID, RetTy, Arguments);
 207   }
 208
 209   unsigned getIntrinsicCost(Intrinsic::ID IID, Type *RetTy,
 210                             ArrayRef<Type *> ParamTys) {
 211     if (IID == Intrinsic::cttz) {
 212       if (getTLI()->isCheapToSpeculateCttz())
 213         return TargetTransformInfo::TCC_Basic;
 214       return TargetTransformInfo::TCC_Expensive;
 215     }
 216
 217     if (IID == Intrinsic::ctlz) {
 218       if (getTLI()->isCheapToSpeculateCtlz())
 219         return TargetTransformInfo::TCC_Basic;
 220       return TargetTransformInfo::TCC_Expensive;
 221     }
 222
 223     return BaseT::getIntrinsicCost(IID, RetTy, ParamTys);
 224   }
 225
 226   unsigned getEstimatedNumberOfCaseClusters(const SwitchInst &SI,
 227                                             unsigned &JumpTableSize) {
 228     /// Try to find the estimated number of clusters. Note that the number of
 229     /// clusters identified in this function could be different from the actural
 230     /// numbers found in lowering. This function ignore switches that are
 231     /// lowered with a mix of jump table / bit test / BTree. This function was
 232     /// initially intended to be used when estimating the cost of switch in
 233     /// inline cost heuristic, but it's a generic cost model to be used in other
 234     /// places (e.g., in loop unrolling).
 235     unsigned N = SI.getNumCases();
 236     const TargetLoweringBase *TLI = getTLI();
 237     const DataLayout &DL = this->getDataLayout();
 238
 239     JumpTableSize = 0;
 240     bool IsJTAllowed = TLI->areJTsAllowed(SI.getParent()->getParent());
 241
 242     // Early exit if both a jump table and bit test are not allowed.
 243     if (N < 1 || (!IsJTAllowed && DL.getPointerSizeInBits() < N))
 244       return N;
 245
 246     APInt MaxCaseVal = SI.case_begin()->getCaseValue()->getValue();
 247     APInt MinCaseVal = MaxCaseVal;
 248     for (auto CI : SI.cases()) {
 249       const APInt &CaseVal = CI.getCaseValue()->getValue();
 250       if (CaseVal.sgt(MaxCaseVal))
 251         MaxCaseVal = CaseVal;
 252       if (CaseVal.slt(MinCaseVal))
 253         MinCaseVal = CaseVal;
 254     }
 255
 256     // Check if suitable for a bit test
 257     if (N <= DL.getPointerSizeInBits()) {
 258       SmallPtrSet<const BasicBlock *, 4> Dests;
 259       for (auto I : SI.cases())
 260         Dests.insert(I.getCaseSuccessor());
 261
 262       if (TLI->isSuitableForBitTests(Dests.size(), N, MinCaseVal, MaxCaseVal,
 263                                      DL))
 264         return 1;
 265     }
 266
 267     // Check if suitable for a jump table.
 268     if (IsJTAllowed) {
 269       if (N < 2 || N < TLI->getMinimumJumpTableEntries())
 270         return N;
 271       uint64_t Range =
 272           (MaxCaseVal - MinCaseVal)
 273               .getLimitedValue(std::numeric_limits<uint64_t>::max() - 1) + 1;
 274       // Check whether a range of clusters is dense enough for a jump table
 275       if (TLI->isSuitableForJumpTable(&SI, N, Range)) {
 276         JumpTableSize = Range;
 277         return 1;
 278       }
 279     }
 280     return N;
 281   }
 282
 283   unsigned getJumpBufAlignment() { return getTLI()->getJumpBufAlignment(); }
 284
 285   unsigned getJumpBufSize() { return getTLI()->getJumpBufSize(); }
 286
 287   bool shouldBuildLookupTables() {
 288     const TargetLoweringBase *TLI = getTLI();
 289     return TLI->isOperationLegalOrCustom(ISD::BR_JT, MVT::Other) ||
 290            TLI->isOperationLegalOrCustom(ISD::BRIND, MVT::Other);
 291   }
 292
 293   bool haveFastSqrt(Type *Ty) {
 294     const TargetLoweringBase *TLI = getTLI();
 295     EVT VT = TLI->getValueType(DL, Ty);
 296     return TLI->isTypeLegal(VT) &&
 297            TLI->isOperationLegalOrCustom(ISD::FSQRT, VT);
 298   }
 299
 300   bool isFCmpOrdCheaperThanFCmpZero(Type *Ty) {
 301     return true;
 302   }
 303
 304   unsigned getFPOpCost(Type *Ty) {
 305     // Check whether FADD is available, as a proxy for floating-point in
 306     // general.
 307     const TargetLoweringBase *TLI = getTLI();
 308     EVT VT = TLI->getValueType(DL, Ty);
 309     if (TLI->isOperationLegalOrCustomOrPromote(ISD::FADD, VT))
 310       return TargetTransformInfo::TCC_Basic;
 311     return TargetTransformInfo::TCC_Expensive;
 312   }
 313
 314   unsigned getOperationCost(unsigned Opcode, Type *Ty, Type *OpTy) {
 315     const TargetLoweringBase *TLI = getTLI();
 316     switch (Opcode) {
 317     default: break;
 318     case Instruction::Trunc:
 319       if (TLI->isTruncateFree(OpTy, Ty))
 320         return TargetTransformInfo::TCC_Free;
 321       return TargetTransformInfo::TCC_Basic;
 322     case Instruction::ZExt:
 323       if (TLI->isZExtFree(OpTy, Ty))
 324         return TargetTransformInfo::TCC_Free;
 325       return TargetTransformInfo::TCC_Basic;
 326     }
 327
 328     return BaseT::getOperationCost(Opcode, Ty, OpTy);
 329   }
 330
 331   unsigned getInliningThresholdMultiplier() { return 1; }
 332
 333   void getUnrollingPreferences(Loop *L, ScalarEvolution &SE,
 334                                TTI::UnrollingPreferences &UP) {
 335     // This unrolling functionality is target independent, but to provide some
 336     // motivation for its intended use, for x86:
 337
 338     // According to the Intel 64 and IA-32 Architectures Optimization Reference
 339     // Manual, Intel Core models and later have a loop stream detector (and
 340     // associated uop queue) that can benefit from partial unrolling.
 341     // The relevant requirements are:
 342     //  - The loop must have no more than 4 (8 for Nehalem and later) branches
 343     //    taken, and none of them may be calls.
 344     //  - The loop can have no more than 18 (28 for Nehalem and later) uops.
 345
 346     // According to the Software Optimization Guide for AMD Family 15h
 347     // Processors, models 30h-4fh (Steamroller and later) have a loop predictor
 348     // and loop buffer which can benefit from partial unrolling.
 349     // The relevant requirements are:
 350     //  - The loop must have fewer than 16 branches
 351     //  - The loop must have less than 40 uops in all executed loop branches
 352
 353     // The number of taken branches in a loop is hard to estimate here, and
 354     // benchmarking has revealed that it is better not to be conservative when
 355     // estimating the branch count. As a result, we'll ignore the branch limits
 356     // until someone finds a case where it matters in practice.
 357
 358     unsigned MaxOps;
 359     const TargetSubtargetInfo *ST = getST();
 360     if (PartialUnrollingThreshold.getNumOccurrences() > 0)
 361       MaxOps = PartialUnrollingThreshold;
 362     else if (ST->getSchedModel().LoopMicroOpBufferSize > 0)
 363       MaxOps = ST->getSchedModel().LoopMicroOpBufferSize;
 364     else
 365       return;
 366
 367     // Scan the loop: don't unroll loops with calls.
 368     for (Loop::block_iterator I = L->block_begin(), E = L->block_end(); I != E;
 369          ++I) {
 370       BasicBlock *BB = *I;
 371
 372       for (BasicBlock::iterator J = BB->begin(), JE = BB->end(); J != JE; ++J)
 373         if (isa<CallInst>(J) || isa<InvokeInst>(J)) {
 374           ImmutableCallSite CS(&*J);
 375           if (const Function *F = CS.getCalledFunction()) {
 376             if (!static_cast<T *>(this)->isLoweredToCall(F))
 377               continue;
 378           }
 379
 380           return;
 381         }
 382     }
 383
 384     // Enable runtime and partial unrolling up to the specified size.
 385     // Enable using trip count upper bound to unroll loops.
 386     UP.Partial = UP.Runtime = UP.UpperBound = true;
 387     UP.PartialThreshold = MaxOps;
 388
 389     // Avoid unrolling when optimizing for size.
 390     UP.OptSizeThreshold = 0;
 391     UP.PartialOptSizeThreshold = 0;
 392
 393     // Set number of instructions optimized when "back edge"
 394     // becomes "fall through" to default value of 2.
 395     UP.BEInsns = 2;
 396   }
 397
 398   int getInstructionLatency(const Instruction *I) {
 399     if (isa<LoadInst>(I))
 400       return getST()->getSchedModel().DefaultLoadLatency;
 401
 402     return BaseT::getInstructionLatency(I);
 403   }
 404
 405   bool isOutOfOrder() const {
 406     return getST()->getSchedModel().isOutOfOrder();
 407   }
 408
 409   /// @}
 410
 411   /// \name Vector TTI Implementations
 412   /// @{
 413
 414   unsigned getNumberOfRegisters(bool Vector) { return Vector ? 0 : 1; }
 415
 416   unsigned getRegisterBitWidth(bool Vector) const { return 32; }
 417
 418   /// Estimate the overhead of scalarizing an instruction. Insert and Extract
 419   /// are set if the result needs to be inserted and/or extracted from vectors.
 420   unsigned getScalarizationOverhead(Type *Ty, bool Insert, bool Extract) {
 421     assert(Ty->isVectorTy() && "Can only scalarize vectors");
 422     unsigned Cost = 0;
 423
 424     for (int i = 0, e = Ty->getVectorNumElements(); i < e; ++i) {
 425       if (Insert)
 426         Cost += static_cast<T *>(this)
 427                     ->getVectorInstrCost(Instruction::InsertElement, Ty, i);
 428       if (Extract)
 429         Cost += static_cast<T *>(this)
 430                     ->getVectorInstrCost(Instruction::ExtractElement, Ty, i);
 431     }
 432
 433     return Cost;
 434   }
 435
 436   /// Estimate the overhead of scalarizing an instructions unique
 437   /// non-constant operands. The types of the arguments are ordinarily
 438   /// scalar, in which case the costs are multiplied with VF.
 439   unsigned getOperandsScalarizationOverhead(ArrayRef<const Value *> Args,
 440                                             unsigned VF) {
 441     unsigned Cost = 0;
 442     SmallPtrSet<const Value*, 4> UniqueOperands;
 443     for (const Value *A : Args) {
 444       if (!isa<Constant>(A) && UniqueOperands.insert(A).second) {
 445         Type *VecTy = nullptr;
 446         if (A->getType()->isVectorTy()) {
 447           VecTy = A->getType();
 448           // If A is a vector operand, VF should be 1 or correspond to A.
 449           assert((VF == 1 || VF == VecTy->getVectorNumElements()) &&
 450                  "Vector argument does not match VF");
 451         }
 452         else
 453           VecTy = VectorType::get(A->getType(), VF);
 454
 455         Cost += getScalarizationOverhead(VecTy, false, true);
 456       }
 457     }
 458
 459     return Cost;
 460   }
 461
 462   unsigned getScalarizationOverhead(Type *VecTy, ArrayRef<const Value *> Args) {
 463     assert(VecTy->isVectorTy());
 464
 465     unsigned Cost = 0;
 466
 467     Cost += getScalarizationOverhead(VecTy, true, false);
 468     if (!Args.empty())
 469       Cost += getOperandsScalarizationOverhead(Args,
 470                                                VecTy->getVectorNumElements());
 471     else
 472       // When no information on arguments is provided, we add the cost
 473       // associated with one argument as a heuristic.
 474       Cost += getScalarizationOverhead(VecTy, false, true);
 475
 476     return Cost;
 477   }
 478
 479   unsigned getMaxInterleaveFactor(unsigned VF) { return 1; }
 480
 481   unsigned getArithmeticInstrCost(
 482       unsigned Opcode, Type *Ty,
 483       TTI::OperandValueKind Opd1Info = TTI::OK_AnyValue,
 484       TTI::OperandValueKind Opd2Info = TTI::OK_AnyValue,
 485       TTI::OperandValueProperties Opd1PropInfo = TTI::OP_None,
 486       TTI::OperandValueProperties Opd2PropInfo = TTI::OP_None,
 487       ArrayRef<const Value *> Args = ArrayRef<const Value *>()) {
 488     // Check if any of the operands are vector operands.
 489     const TargetLoweringBase *TLI = getTLI();
 490     int ISD = TLI->InstructionOpcodeToISD(Opcode);
 491     assert(ISD && "Invalid opcode");
 492
 493     std::pair<unsigned, MVT> LT = TLI->getTypeLegalizationCost(DL, Ty);
 494
 495     bool IsFloat = Ty->isFPOrFPVectorTy();
 496     // Assume that floating point arithmetic operations cost twice as much as
 497     // integer operations.
 498     unsigned OpCost = (IsFloat ? 2 : 1);
 499
 500     if (TLI->isOperationLegalOrPromote(ISD, LT.second)) {
 501       // The operation is legal. Assume it costs 1.
 502       // TODO: Once we have extract/insert subvector cost we need to use them.
 503       return LT.first * OpCost;
 504     }
 505
 506     if (!TLI->isOperationExpand(ISD, LT.second)) {
 507       // If the operation is custom lowered, then assume that the code is twice
 508       // as expensive.
 509       return LT.first * 2 * OpCost;
 510     }
 511
 512     // Else, assume that we need to scalarize this op.
 513     // TODO: If one of the types get legalized by splitting, handle this
 514     // similarly to what getCastInstrCost() does.
 515     if (Ty->isVectorTy()) {
 516       unsigned Num = Ty->getVectorNumElements();
 517       unsigned Cost = static_cast<T *>(this)
 518                           ->getArithmeticInstrCost(Opcode, Ty->getScalarType());
 519       // Return the cost of multiple scalar invocation plus the cost of
 520       // inserting and extracting the values.
 521       return getScalarizationOverhead(Ty, Args) + Num * Cost;
 522     }
 523
 524     // We don't know anything about this scalar instruction.
 525     return OpCost;
 526   }
 527
 528   unsigned getShuffleCost(TTI::ShuffleKind Kind, Type *Tp, int Index,
 529                           Type *SubTp) {
 530     if (Kind == TTI::SK_Alternate || Kind == TTI::SK_PermuteTwoSrc ||
 531         Kind == TTI::SK_PermuteSingleSrc) {
 532       return getPermuteShuffleOverhead(Tp);
 533     }
 534     return 1;
 535   }
 536
 537   unsigned getCastInstrCost(unsigned Opcode, Type *Dst, Type *Src,
 538                             const Instruction *I = nullptr) {
 539     const TargetLoweringBase *TLI = getTLI();
 540     int ISD = TLI->InstructionOpcodeToISD(Opcode);
 541     assert(ISD && "Invalid opcode");
 542     std::pair<unsigned, MVT> SrcLT = TLI->getTypeLegalizationCost(DL, Src);
 543     std::pair<unsigned, MVT> DstLT = TLI->getTypeLegalizationCost(DL, Dst);
 544
 545     // Check for NOOP conversions.
 546     if (SrcLT.first == DstLT.first &&
 547         SrcLT.second.getSizeInBits() == DstLT.second.getSizeInBits()) {
 548
 549       // Bitcast between types that are legalized to the same type are free.
 550       if (Opcode == Instruction::BitCast || Opcode == Instruction::Trunc)
 551         return 0;
 552     }
 553
 554     if (Opcode == Instruction::Trunc &&
 555         TLI->isTruncateFree(SrcLT.second, DstLT.second))
 556       return 0;
 557
 558     if (Opcode == Instruction::ZExt &&
 559         TLI->isZExtFree(SrcLT.second, DstLT.second))
 560       return 0;
 561
 562     if (Opcode == Instruction::AddrSpaceCast &&
 563         TLI->isNoopAddrSpaceCast(Src->getPointerAddressSpace(),
 564                                  Dst->getPointerAddressSpace()))
 565       return 0;
 566
 567     // If this is a zext/sext of a load, return 0 if the corresponding
 568     // extending load exists on target.
 569     if ((Opcode == Instruction::ZExt || Opcode == Instruction::SExt) &&
 570         I && isa<LoadInst>(I->getOperand(0))) {
 571         EVT ExtVT = EVT::getEVT(Dst);
 572         EVT LoadVT = EVT::getEVT(Src);
 573         unsigned LType =
 574           ((Opcode == Instruction::ZExt) ? ISD::ZEXTLOAD : ISD::SEXTLOAD);
 575         if (TLI->isLoadExtLegal(LType, ExtVT, LoadVT))
 576           return 0;
 577     }
 578
 579     // If the cast is marked as legal (or promote) then assume low cost.
 580     if (SrcLT.first == DstLT.first &&
 581         TLI->isOperationLegalOrPromote(ISD, DstLT.second))
 582       return 1;
 583
 584     // Handle scalar conversions.
 585     if (!Src->isVectorTy() && !Dst->isVectorTy()) {
 586       // Scalar bitcasts are usually free.
 587       if (Opcode == Instruction::BitCast)
 588         return 0;
 589
 590       // Just check the op cost. If the operation is legal then assume it costs
 591       // 1.
 592       if (!TLI->isOperationExpand(ISD, DstLT.second))
 593         return 1;
 594
 595       // Assume that illegal scalar instruction are expensive.
 596       return 4;
 597     }
 598
 599     // Check vector-to-vector casts.
 600     if (Dst->isVectorTy() && Src->isVectorTy()) {
 601       // If the cast is between same-sized registers, then the check is simple.
 602       if (SrcLT.first == DstLT.first &&
 603           SrcLT.second.getSizeInBits() == DstLT.second.getSizeInBits()) {
 604
 605         // Assume that Zext is done using AND.
 606         if (Opcode == Instruction::ZExt)
 607           return 1;
 608
 609         // Assume that sext is done using SHL and SRA.
 610         if (Opcode == Instruction::SExt)
 611           return 2;
 612
 613         // Just check the op cost. If the operation is legal then assume it
 614         // costs
 615         // 1 and multiply by the type-legalization overhead.
 616         if (!TLI->isOperationExpand(ISD, DstLT.second))
 617           return SrcLT.first * 1;
 618       }
 619
 620       // If we are legalizing by splitting, query the concrete TTI for the cost
 621       // of casting the original vector twice. We also need to factor int the
 622       // cost of the split itself. Count that as 1, to be consistent with
 623       // TLI->getTypeLegalizationCost().
 624       if ((TLI->getTypeAction(Src->getContext(), TLI->getValueType(DL, Src)) ==
 625            TargetLowering::TypeSplitVector) ||
 626           (TLI->getTypeAction(Dst->getContext(), TLI->getValueType(DL, Dst)) ==
 627            TargetLowering::TypeSplitVector)) {
 628         Type *SplitDst = VectorType::get(Dst->getVectorElementType(),
 629                                          Dst->getVectorNumElements() / 2);
 630         Type *SplitSrc = VectorType::get(Src->getVectorElementType(),
 631                                          Src->getVectorNumElements() / 2);
 632         T *TTI = static_cast<T *>(this);
 633         return TTI->getVectorSplitCost() +
 634                (2 * TTI->getCastInstrCost(Opcode, SplitDst, SplitSrc, I));
 635       }
 636
 637       // In other cases where the source or destination are illegal, assume
 638       // the operation will get scalarized.
 639       unsigned Num = Dst->getVectorNumElements();
 640       unsigned Cost = static_cast<T *>(this)->getCastInstrCost(
 641           Opcode, Dst->getScalarType(), Src->getScalarType(), I);
 642
 643       // Return the cost of multiple scalar invocation plus the cost of
 644       // inserting and extracting the values.
 645       return getScalarizationOverhead(Dst, true, true) + Num * Cost;
 646     }
 647
 648     // We already handled vector-to-vector and scalar-to-scalar conversions.
 649     // This
 650     // is where we handle bitcast between vectors and scalars. We need to assume
 651     //  that the conversion is scalarized in one way or another.
 652     if (Opcode == Instruction::BitCast)
 653       // Illegal bitcasts are done by storing and loading from a stack slot.
 654       return (Src->isVectorTy() ? getScalarizationOverhead(Src, false, true)
 655                                 : 0) +
 656              (Dst->isVectorTy() ? getScalarizationOverhead(Dst, true, false)
 657                                 : 0);
 658
 659     llvm_unreachable("Unhandled cast");
 660   }
 661
 662   unsigned getExtractWithExtendCost(unsigned Opcode, Type *Dst,
 663                                     VectorType *VecTy, unsigned Index) {
 664     return static_cast<T *>(this)->getVectorInstrCost(
 665                Instruction::ExtractElement, VecTy, Index) +
 666            static_cast<T *>(this)->getCastInstrCost(Opcode, Dst,
 667                                                     VecTy->getElementType());
 668   }
 669
 670   unsigned getCFInstrCost(unsigned Opcode) {
 671     // Branches are assumed to be predicted.
 672     return 0;
 673   }
 674
 675   unsigned getCmpSelInstrCost(unsigned Opcode, Type *ValTy, Type *CondTy,
 676                               const Instruction *I) {
 677     const TargetLoweringBase *TLI = getTLI();
 678     int ISD = TLI->InstructionOpcodeToISD(Opcode);
 679     assert(ISD && "Invalid opcode");
 680
 681     // Selects on vectors are actually vector selects.
 682     if (ISD == ISD::SELECT) {
 683       assert(CondTy && "CondTy must exist");
 684       if (CondTy->isVectorTy())
 685         ISD = ISD::VSELECT;
 686     }
 687     std::pair<unsigned, MVT> LT = TLI->getTypeLegalizationCost(DL, ValTy);
 688
 689     if (!(ValTy->isVectorTy() && !LT.second.isVector()) &&
 690         !TLI->isOperationExpand(ISD, LT.second)) {
 691       // The operation is legal. Assume it costs 1. Multiply
 692       // by the type-legalization overhead.
 693       return LT.first * 1;
 694     }
 695
 696     // Otherwise, assume that the cast is scalarized.
 697     // TODO: If one of the types get legalized by splitting, handle this
 698     // similarly to what getCastInstrCost() does.
 699     if (ValTy->isVectorTy()) {
 700       unsigned Num = ValTy->getVectorNumElements();
 701       if (CondTy)
 702         CondTy = CondTy->getScalarType();
 703       unsigned Cost = static_cast<T *>(this)->getCmpSelInstrCost(
 704           Opcode, ValTy->getScalarType(), CondTy, I);
 705
 706       // Return the cost of multiple scalar invocation plus the cost of
 707       // inserting and extracting the values.
 708       return getScalarizationOverhead(ValTy, true, false) + Num * Cost;
 709     }
 710
 711     // Unknown scalar opcode.
 712     return 1;
 713   }
 714
 715   unsigned getVectorInstrCost(unsigned Opcode, Type *Val, unsigned Index) {
 716     std::pair<unsigned, MVT> LT =
 717         getTLI()->getTypeLegalizationCost(DL, Val->getScalarType());
 718
 719     return LT.first;
 720   }
 721
 722   unsigned getMemoryOpCost(unsigned Opcode, Type *Src, unsigned Alignment,
 723                        unsigned AddressSpace, const Instruction *I = nullptr) {
 724     assert(!Src->isVoidTy() && "Invalid type");
 725     std::pair<unsigned, MVT> LT = getTLI()->getTypeLegalizationCost(DL, Src);
 726
 727     // Assuming that all loads of legal types cost 1.
 728     unsigned Cost = LT.first;
 729
 730     if (Src->isVectorTy() &&
 731         Src->getPrimitiveSizeInBits() < LT.second.getSizeInBits()) {
 732       // This is a vector load that legalizes to a larger type than the vector
 733       // itself. Unless the corresponding extending load or truncating store is
 734       // legal, then this will scalarize.
 735       TargetLowering::LegalizeAction LA = TargetLowering::Expand;
 736       EVT MemVT = getTLI()->getValueType(DL, Src);
 737       if (Opcode == Instruction::Store)
 738         LA = getTLI()->getTruncStoreAction(LT.second, MemVT);
 739       else
 740         LA = getTLI()->getLoadExtAction(ISD::EXTLOAD, LT.second, MemVT);
 741
 742       if (LA != TargetLowering::Legal && LA != TargetLowering::Custom) {
 743         // This is a vector load/store for some illegal type that is scalarized.
 744         // We must account for the cost of building or decomposing the vector.
 745         Cost += getScalarizationOverhead(Src, Opcode != Instruction::Store,
 746                                          Opcode == Instruction::Store);
 747       }
 748     }
 749
 750     return Cost;
 751   }
 752
 753   unsigned getInterleavedMemoryOpCost(unsigned Opcode, Type *VecTy,
 754                                       unsigned Factor,
 755                                       ArrayRef<unsigned> Indices,
 756                                       unsigned Alignment,
 757                                       unsigned AddressSpace) {
 758     VectorType *VT = dyn_cast<VectorType>(VecTy);
 759     assert(VT && "Expect a vector type for interleaved memory op");
 760
 761     unsigned NumElts = VT->getNumElements();
 762     assert(Factor > 1 && NumElts % Factor == 0 && "Invalid interleave factor");
 763
 764     unsigned NumSubElts = NumElts / Factor;
 765     VectorType *SubVT = VectorType::get(VT->getElementType(), NumSubElts);
 766
 767     // Firstly, the cost of load/store operation.
 768     unsigned Cost = static_cast<T *>(this)->getMemoryOpCost(
 769         Opcode, VecTy, Alignment, AddressSpace);
 770
 771     // Legalize the vector type, and get the legalized and unlegalized type
 772     // sizes.
 773     MVT VecTyLT = getTLI()->getTypeLegalizationCost(DL, VecTy).second;
 774     unsigned VecTySize =
 775         static_cast<T *>(this)->getDataLayout().getTypeStoreSize(VecTy);
 776     unsigned VecTyLTSize = VecTyLT.getStoreSize();
 777
 778     // Return the ceiling of dividing A by B.
 779     auto ceil = [](unsigned A, unsigned B) { return (A + B - 1) / B; };
 780
 781     // Scale the cost of the memory operation by the fraction of legalized
 782     // instructions that will actually be used. We shouldn't account for the
 783     // cost of dead instructions since they will be removed.
 784     //
 785     // E.g., An interleaved load of factor 8:
 786     //       %vec = load <16 x i64>, <16 x i64>* %ptr
 787     //       %v0 = shufflevector %vec, undef, <0, 8>
 788     //
 789     // If <16 x i64> is legalized to 8 v2i64 loads, only 2 of the loads will be
 790     // used (those corresponding to elements [0:1] and [8:9] of the unlegalized
 791     // type). The other loads are unused.
 792     //
 793     // We only scale the cost of loads since interleaved store groups aren't
 794     // allowed to have gaps.
 795     if (Opcode == Instruction::Load && VecTySize > VecTyLTSize) {
 796       // The number of loads of a legal type it will take to represent a load
 797       // of the unlegalized vector type.
 798       unsigned NumLegalInsts = ceil(VecTySize, VecTyLTSize);
 799
 800       // The number of elements of the unlegalized type that correspond to a
 801       // single legal instruction.
 802       unsigned NumEltsPerLegalInst = ceil(NumElts, NumLegalInsts);
 803
 804       // Determine which legal instructions will be used.
 805       BitVector UsedInsts(NumLegalInsts, false);
 806       for (unsigned Index : Indices)
 807         for (unsigned Elt = 0; Elt < NumSubElts; ++Elt)
 808           UsedInsts.set((Index + Elt * Factor) / NumEltsPerLegalInst);
 809
 810       // Scale the cost of the load by the fraction of legal instructions that
 811       // will be used.
 812       Cost *= UsedInsts.count() / NumLegalInsts;
 813     }
 814
 815     // Then plus the cost of interleave operation.
 816     if (Opcode == Instruction::Load) {
 817       // The interleave cost is similar to extract sub vectors' elements
 818       // from the wide vector, and insert them into sub vectors.
 819       //
 820       // E.g. An interleaved load of factor 2 (with one member of index 0):
 821       //      %vec = load <8 x i32>, <8 x i32>* %ptr
 822       //      %v0 = shuffle %vec, undef, <0, 2, 4, 6>         ; Index 0
 823       // The cost is estimated as extract elements at 0, 2, 4, 6 from the
 824       // <8 x i32> vector and insert them into a <4 x i32> vector.
 825
 826       assert(Indices.size() <= Factor &&
 827              "Interleaved memory op has too many members");
 828
 829       for (unsigned Index : Indices) {
 830         assert(Index < Factor && "Invalid index for interleaved memory op");
 831
 832         // Extract elements from loaded vector for each sub vector.
 833         for (unsigned i = 0; i < NumSubElts; i++)
 834           Cost += static_cast<T *>(this)->getVectorInstrCost(
 835               Instruction::ExtractElement, VT, Index + i * Factor);
 836       }
 837
 838       unsigned InsSubCost = 0;
 839       for (unsigned i = 0; i < NumSubElts; i++)
 840         InsSubCost += static_cast<T *>(this)->getVectorInstrCost(
 841             Instruction::InsertElement, SubVT, i);
 842
 843       Cost += Indices.size() * InsSubCost;
 844     } else {
 845       // The interleave cost is extract all elements from sub vectors, and
 846       // insert them into the wide vector.
 847       //
 848       // E.g. An interleaved store of factor 2:
 849       //      %v0_v1 = shuffle %v0, %v1, <0, 4, 1, 5, 2, 6, 3, 7>
 850       //      store <8 x i32> %interleaved.vec, <8 x i32>* %ptr
 851       // The cost is estimated as extract all elements from both <4 x i32>
 852       // vectors and insert into the <8 x i32> vector.
 853
 854       unsigned ExtSubCost = 0;
 855       for (unsigned i = 0; i < NumSubElts; i++)
 856         ExtSubCost += static_cast<T *>(this)->getVectorInstrCost(
 857             Instruction::ExtractElement, SubVT, i);
 858       Cost += ExtSubCost * Factor;
 859
 860       for (unsigned i = 0; i < NumElts; i++)
 861         Cost += static_cast<T *>(this)
 862                     ->getVectorInstrCost(Instruction::InsertElement, VT, i);
 863     }
 864
 865     return Cost;
 866   }
 867
 868   /// Get intrinsic cost based on arguments.
 869   unsigned getIntrinsicInstrCost(Intrinsic::ID IID, Type *RetTy,
 870                                  ArrayRef<Value *> Args, FastMathFlags FMF,
 871                                  unsigned VF = 1) {
 872     unsigned RetVF = (RetTy->isVectorTy() ? RetTy->getVectorNumElements() : 1);
 873     assert((RetVF == 1 || VF == 1) && "VF > 1 and RetVF is a vector type");
 874
 875     switch (IID) {
 876     default: {
 877       // Assume that we need to scalarize this intrinsic.
 878       SmallVector<Type *, 4> Types;
 879       for (Value *Op : Args) {
 880         Type *OpTy = Op->getType();
 881         assert(VF == 1 || !OpTy->isVectorTy());
 882         Types.push_back(VF == 1 ? OpTy : VectorType::get(OpTy, VF));
 883       }
 884
 885       if (VF > 1 && !RetTy->isVoidTy())
 886         RetTy = VectorType::get(RetTy, VF);
 887
 888       // Compute the scalarization overhead based on Args for a vector
 889       // intrinsic. A vectorizer will pass a scalar RetTy and VF > 1, while
 890       // CostModel will pass a vector RetTy and VF is 1.
 891       unsigned ScalarizationCost = std::numeric_limits<unsigned>::max();
 892       if (RetVF > 1 || VF > 1) {
 893         ScalarizationCost = 0;
 894         if (!RetTy->isVoidTy())
 895           ScalarizationCost += getScalarizationOverhead(RetTy, true, false);
 896         ScalarizationCost += getOperandsScalarizationOverhead(Args, VF);
 897       }
 898
 899       return static_cast<T *>(this)->
 900         getIntrinsicInstrCost(IID, RetTy, Types, FMF, ScalarizationCost);
 901     }
 902     case Intrinsic::masked_scatter: {
 903       assert(VF == 1 && "Can't vectorize types here.");
 904       Value *Mask = Args[3];
 905       bool VarMask = !isa<Constant>(Mask);
 906       unsigned Alignment = cast<ConstantInt>(Args[2])->getZExtValue();
 907       return
 908         static_cast<T *>(this)->getGatherScatterOpCost(Instruction::Store,
 909                                                        Args[0]->getType(),
 910                                                        Args[1], VarMask,
 911                                                        Alignment);
 912     }
 913     case Intrinsic::masked_gather: {
 914       assert(VF == 1 && "Can't vectorize types here.");
 915       Value *Mask = Args[2];
 916       bool VarMask = !isa<Constant>(Mask);
 917       unsigned Alignment = cast<ConstantInt>(Args[1])->getZExtValue();
 918       return
 919         static_cast<T *>(this)->getGatherScatterOpCost(Instruction::Load,
 920                                                        RetTy, Args[0], VarMask,
 921                                                        Alignment);
 922     }
 923     }
 924   }
 925
 926   /// Get intrinsic cost based on argument types.
 927   /// If ScalarizationCostPassed is std::numeric_limits<unsigned>::max(), the
 928   /// cost of scalarizing the arguments and the return value will be computed
 929   /// based on types.
 930   unsigned getIntrinsicInstrCost(
 931       Intrinsic::ID IID, Type *RetTy, ArrayRef<Type *> Tys, FastMathFlags FMF,
 932       unsigned ScalarizationCostPassed = std::numeric_limits<unsigned>::max()) {
 933     SmallVector<unsigned, 2> ISDs;
 934     unsigned SingleCallCost = 10; // Library call cost. Make it expensive.
 935     switch (IID) {
 936     default: {
 937       // Assume that we need to scalarize this intrinsic.
 938       unsigned ScalarizationCost = ScalarizationCostPassed;
 939       unsigned ScalarCalls = 1;
 940       Type *ScalarRetTy = RetTy;
 941       if (RetTy->isVectorTy()) {
 942         if (ScalarizationCostPassed == std::numeric_limits<unsigned>::max())
 943           ScalarizationCost = getScalarizationOverhead(RetTy, true, false);
 944         ScalarCalls = std::max(ScalarCalls, RetTy->getVectorNumElements());
 945         ScalarRetTy = RetTy->getScalarType();
 946       }
 947       SmallVector<Type *, 4> ScalarTys;
 948       for (unsigned i = 0, ie = Tys.size(); i != ie; ++i) {
 949         Type *Ty = Tys[i];
 950         if (Ty->isVectorTy()) {
 951           if (ScalarizationCostPassed == std::numeric_limits<unsigned>::max())
 952             ScalarizationCost += getScalarizationOverhead(Ty, false, true);
 953           ScalarCalls = std::max(ScalarCalls, Ty->getVectorNumElements());
 954           Ty = Ty->getScalarType();
 955         }
 956         ScalarTys.push_back(Ty);
 957       }
 958       if (ScalarCalls == 1)
 959         return 1; // Return cost of a scalar intrinsic. Assume it to be cheap.
 960
 961       unsigned ScalarCost = static_cast<T *>(this)->getIntrinsicInstrCost(
 962           IID, ScalarRetTy, ScalarTys, FMF);
 963
 964       return ScalarCalls * ScalarCost + ScalarizationCost;
 965     }
 966     // Look for intrinsics that can be lowered directly or turned into a scalar
 967     // intrinsic call.
 968     case Intrinsic::sqrt:
 969       ISDs.push_back(ISD::FSQRT);
 970       break;
 971     case Intrinsic::sin:
 972       ISDs.push_back(ISD::FSIN);
 973       break;
 974     case Intrinsic::cos:
 975       ISDs.push_back(ISD::FCOS);
 976       break;
 977     case Intrinsic::exp:
 978       ISDs.push_back(ISD::FEXP);
 979       break;
 980     case Intrinsic::exp2:
 981       ISDs.push_back(ISD::FEXP2);
 982       break;
 983     case Intrinsic::log:
 984       ISDs.push_back(ISD::FLOG);
 985       break;
 986     case Intrinsic::log10:
 987       ISDs.push_back(ISD::FLOG10);
 988       break;
 989     case Intrinsic::log2:
 990       ISDs.push_back(ISD::FLOG2);
 991       break;
 992     case Intrinsic::fabs:
 993       ISDs.push_back(ISD::FABS);
 994       break;
 995     case Intrinsic::minnum:
 996       ISDs.push_back(ISD::FMINNUM);
 997       if (FMF.noNaNs())
 998         ISDs.push_back(ISD::FMINNAN);
 999       break;
1000     case Intrinsic::maxnum:
1001       ISDs.push_back(ISD::FMAXNUM);
1002       if (FMF.noNaNs())
1003         ISDs.push_back(ISD::FMAXNAN);
1004       break;
1005     case Intrinsic::copysign:
1006       ISDs.push_back(ISD::FCOPYSIGN);
1007       break;
1008     case Intrinsic::floor:
1009       ISDs.push_back(ISD::FFLOOR);
1010       break;
1011     case Intrinsic::ceil:
1012       ISDs.push_back(ISD::FCEIL);
1013       break;
1014     case Intrinsic::trunc:
1015       ISDs.push_back(ISD::FTRUNC);
1016       break;
1017     case Intrinsic::nearbyint:
1018       ISDs.push_back(ISD::FNEARBYINT);
1019       break;
1020     case Intrinsic::rint:
1021       ISDs.push_back(ISD::FRINT);
1022       break;
1023     case Intrinsic::round:
1024       ISDs.push_back(ISD::FROUND);
1025       break;
1026     case Intrinsic::pow:
1027       ISDs.push_back(ISD::FPOW);
1028       break;
1029     case Intrinsic::fma:
1030       ISDs.push_back(ISD::FMA);
1031       break;
1032     case Intrinsic::fmuladd:
1033       ISDs.push_back(ISD::FMA);
1034       break;
1035     // FIXME: We should return 0 whenever getIntrinsicCost == TCC_Free.
1036     case Intrinsic::lifetime_start:
1037     case Intrinsic::lifetime_end:
1038     case Intrinsic::sideeffect:
1039       return 0;
1040     case Intrinsic::masked_store:
1041       return static_cast<T *>(this)
1042           ->getMaskedMemoryOpCost(Instruction::Store, Tys[0], 0, 0);
1043     case Intrinsic::masked_load:
1044       return static_cast<T *>(this)
1045           ->getMaskedMemoryOpCost(Instruction::Load, RetTy, 0, 0);
1046     case Intrinsic::ctpop:
1047       ISDs.push_back(ISD::CTPOP);
1048       // In case of legalization use TCC_Expensive. This is cheaper than a
1049       // library call but still not a cheap instruction.
1050       SingleCallCost = TargetTransformInfo::TCC_Expensive;
1051       break;
1052     // FIXME: ctlz, cttz, ...
1053     }
1054
1055     const TargetLoweringBase *TLI = getTLI();
1056     std::pair<unsigned, MVT> LT = TLI->getTypeLegalizationCost(DL, RetTy);
1057
1058     SmallVector<unsigned, 2> LegalCost;
1059     SmallVector<unsigned, 2> CustomCost;
1060     for (unsigned ISD : ISDs) {
1061       if (TLI->isOperationLegalOrPromote(ISD, LT.second)) {
1062         if (IID == Intrinsic::fabs && TLI->isFAbsFree(LT.second)) {
1063           return 0;
1064         }
1065
1066         // The operation is legal. Assume it costs 1.
1067         // If the type is split to multiple registers, assume that there is some
1068         // overhead to this.
1069         // TODO: Once we have extract/insert subvector cost we need to use them.
1070         if (LT.first > 1)
1071           LegalCost.push_back(LT.first * 2);
1072         else
1073           LegalCost.push_back(LT.first * 1);
1074       } else if (!TLI->isOperationExpand(ISD, LT.second)) {
1075         // If the operation is custom lowered then assume
1076         // that the code is twice as expensive.
1077         CustomCost.push_back(LT.first * 2);
1078       }
1079     }
1080
1081     auto MinLegalCostI = std::min_element(LegalCost.begin(), LegalCost.end());
1082     if (MinLegalCostI != LegalCost.end())
1083       return *MinLegalCostI;
1084
1085     auto MinCustomCostI = std::min_element(CustomCost.begin(), CustomCost.end());
1086     if (MinCustomCostI != CustomCost.end())
1087       return *MinCustomCostI;
1088
1089     // If we can't lower fmuladd into an FMA estimate the cost as a floating
1090     // point mul followed by an add.
1091     if (IID == Intrinsic::fmuladd)
1092       return static_cast<T *>(this)
1093                  ->getArithmeticInstrCost(BinaryOperator::FMul, RetTy) +
1094              static_cast<T *>(this)
1095                  ->getArithmeticInstrCost(BinaryOperator::FAdd, RetTy);
1096
1097     // Else, assume that we need to scalarize this intrinsic. For math builtins
1098     // this will emit a costly libcall, adding call overhead and spills. Make it
1099     // very expensive.
1100     if (RetTy->isVectorTy()) {
1101       unsigned ScalarizationCost =
1102           ((ScalarizationCostPassed != std::numeric_limits<unsigned>::max())
1103                ? ScalarizationCostPassed
1104                : getScalarizationOverhead(RetTy, true, false));
1105       unsigned ScalarCalls = RetTy->getVectorNumElements();
1106       SmallVector<Type *, 4> ScalarTys;
1107       for (unsigned i = 0, ie = Tys.size(); i != ie; ++i) {
1108         Type *Ty = Tys[i];
1109         if (Ty->isVectorTy())
1110           Ty = Ty->getScalarType();
1111         ScalarTys.push_back(Ty);
1112       }
1113       unsigned ScalarCost = static_cast<T *>(this)->getIntrinsicInstrCost(
1114           IID, RetTy->getScalarType(), ScalarTys, FMF);
1115       for (unsigned i = 0, ie = Tys.size(); i != ie; ++i) {
1116         if (Tys[i]->isVectorTy()) {
1117           if (ScalarizationCostPassed == std::numeric_limits<unsigned>::max())
1118             ScalarizationCost += getScalarizationOverhead(Tys[i], false, true);
1119           ScalarCalls = std::max(ScalarCalls, Tys[i]->getVectorNumElements());
1120         }
1121       }
1122
1123       return ScalarCalls * ScalarCost + ScalarizationCost;
1124     }
1125
1126     // This is going to be turned into a library call, make it expensive.
1127     return SingleCallCost;
1128   }
1129
1130   /// \brief Compute a cost of the given call instruction.
1131   ///
1132   /// Compute the cost of calling function F with return type RetTy and
1133   /// argument types Tys. F might be nullptr, in this case the cost of an
1134   /// arbitrary call with the specified signature will be returned.
1135   /// This is used, for instance,  when we estimate call of a vector
1136   /// counterpart of the given function.
1137   /// \param F Called function, might be nullptr.
1138   /// \param RetTy Return value types.
1139   /// \param Tys Argument types.
1140   /// \returns The cost of Call instruction.
1141   unsigned getCallInstrCost(Function *F, Type *RetTy, ArrayRef<Type *> Tys) {
1142     return 10;
1143   }
1144
1145   unsigned getNumberOfParts(Type *Tp) {
1146     std::pair<unsigned, MVT> LT = getTLI()->getTypeLegalizationCost(DL, Tp);
1147     return LT.first;
1148   }
1149
1150   unsigned getAddressComputationCost(Type *Ty, ScalarEvolution *,
1151                                      const SCEV *) {
1152     return 0;
1153   }
1154
1155   /// Try to calculate arithmetic and shuffle op costs for reduction operations.
1156   /// We're assuming that reduction operation are performing the following way:
1157   /// 1. Non-pairwise reduction
1158   /// %val1 = shufflevector<n x t> %val, <n x t> %undef,
1159   /// <n x i32> <i32 n/2, i32 n/2 + 1, ..., i32 n, i32 undef, ..., i32 undef>
1160   ///            \----------------v-------------/  \----------v------------/
1161   ///                            n/2 elements               n/2 elements
1162   /// %red1 = op <n x t> %val, <n x t> val1
1163   /// After this operation we have a vector %red1 where only the first n/2
1164   /// elements are meaningful, the second n/2 elements are undefined and can be
1165   /// dropped. All other operations are actually working with the vector of
1166   /// length n/2, not n, though the real vector length is still n.
1167   /// %val2 = shufflevector<n x t> %red1, <n x t> %undef,
1168   /// <n x i32> <i32 n/4, i32 n/4 + 1, ..., i32 n/2, i32 undef, ..., i32 undef>
1169   ///            \----------------v-------------/  \----------v------------/
1170   ///                            n/4 elements               3*n/4 elements
1171   /// %red2 = op <n x t> %red1, <n x t> val2  - working with the vector of
1172   /// length n/2, the resulting vector has length n/4 etc.
1173   /// 2. Pairwise reduction:
1174   /// Everything is the same except for an additional shuffle operation which
1175   /// is used to produce operands for pairwise kind of reductions.
1176   /// %val1 = shufflevector<n x t> %val, <n x t> %undef,
1177   /// <n x i32> <i32 0, i32 2, ..., i32 n-2, i32 undef, ..., i32 undef>
1178   ///            \-------------v----------/  \----------v------------/
1179   ///                   n/2 elements               n/2 elements
1180   /// %val2 = shufflevector<n x t> %val, <n x t> %undef,
1181   /// <n x i32> <i32 1, i32 3, ..., i32 n-1, i32 undef, ..., i32 undef>
1182   ///            \-------------v----------/  \----------v------------/
1183   ///                   n/2 elements               n/2 elements
1184   /// %red1 = op <n x t> %val1, <n x t> val2
1185   /// Again, the operation is performed on <n x t> vector, but the resulting
1186   /// vector %red1 is <n/2 x t> vector.
1187   ///
1188   /// The cost model should take into account that the actual length of the
1189   /// vector is reduced on each iteration.
1190   unsigned getArithmeticReductionCost(unsigned Opcode, Type *Ty,
1191                                       bool IsPairwise) {
1192     assert(Ty->isVectorTy() && "Expect a vector type");
1193     Type *ScalarTy = Ty->getVectorElementType();
1194     unsigned NumVecElts = Ty->getVectorNumElements();
1195     unsigned NumReduxLevels = Log2_32(NumVecElts);
1196     unsigned ArithCost = 0;
1197     unsigned ShuffleCost = 0;
1198     auto *ConcreteTTI = static_cast<T *>(this);
1199     std::pair<unsigned, MVT> LT =
1200         ConcreteTTI->getTLI()->getTypeLegalizationCost(DL, Ty);
1201     unsigned LongVectorCount = 0;
1202     unsigned MVTLen =
1203         LT.second.isVector() ? LT.second.getVectorNumElements() : 1;
1204     while (NumVecElts > MVTLen) {
1205       NumVecElts /= 2;
1206       // Assume the pairwise shuffles add a cost.
1207       ShuffleCost += (IsPairwise + 1) *
1208                      ConcreteTTI->getShuffleCost(TTI::SK_ExtractSubvector, Ty,
1209                                                  NumVecElts, Ty);
1210       ArithCost += ConcreteTTI->getArithmeticInstrCost(Opcode, Ty);
1211       Ty = VectorType::get(ScalarTy, NumVecElts);
1212       ++LongVectorCount;
1213     }
1214     // The minimal length of the vector is limited by the real length of vector
1215     // operations performed on the current platform. That's why several final
1216     // reduction operations are performed on the vectors with the same
1217     // architecture-dependent length.
1218     ShuffleCost += (NumReduxLevels - LongVectorCount) * (IsPairwise + 1) *
1219                    ConcreteTTI->getShuffleCost(TTI::SK_ExtractSubvector, Ty,
1220                                                NumVecElts, Ty);
1221     ArithCost += (NumReduxLevels - LongVectorCount) *
1222                  ConcreteTTI->getArithmeticInstrCost(Opcode, Ty);
1223     return ShuffleCost + ArithCost + getScalarizationOverhead(Ty, false, true);
1224   }
1225
1226   /// Try to calculate op costs for min/max reduction operations.
1227   /// \param CondTy Conditional type for the Select instruction.
1228   unsigned getMinMaxReductionCost(Type *Ty, Type *CondTy, bool IsPairwise,
1229                                   bool) {
1230     assert(Ty->isVectorTy() && "Expect a vector type");
1231     Type *ScalarTy = Ty->getVectorElementType();
1232     Type *ScalarCondTy = CondTy->getVectorElementType();
1233     unsigned NumVecElts = Ty->getVectorNumElements();
1234     unsigned NumReduxLevels = Log2_32(NumVecElts);
1235     unsigned CmpOpcode;
1236     if (Ty->isFPOrFPVectorTy()) {
1237       CmpOpcode = Instruction::FCmp;
1238     } else {
1239       assert(Ty->isIntOrIntVectorTy() &&
1240              "expecting floating point or integer type for min/max reduction");
1241       CmpOpcode = Instruction::ICmp;
1242     }
1243     unsigned MinMaxCost = 0;
1244     unsigned ShuffleCost = 0;
1245     auto *ConcreteTTI = static_cast<T *>(this);
1246     std::pair<unsigned, MVT> LT =
1247         ConcreteTTI->getTLI()->getTypeLegalizationCost(DL, Ty);
1248     unsigned LongVectorCount = 0;
1249     unsigned MVTLen =
1250         LT.second.isVector() ? LT.second.getVectorNumElements() : 1;
1251     while (NumVecElts > MVTLen) {
1252       NumVecElts /= 2;
1253       // Assume the pairwise shuffles add a cost.
1254       ShuffleCost += (IsPairwise + 1) *
1255                      ConcreteTTI->getShuffleCost(TTI::SK_ExtractSubvector, Ty,
1256                                                  NumVecElts, Ty);
1257       MinMaxCost +=
1258           ConcreteTTI->getCmpSelInstrCost(CmpOpcode, Ty, CondTy, nullptr) +
1259           ConcreteTTI->getCmpSelInstrCost(Instruction::Select, Ty, CondTy,
1260                                           nullptr);
1261       Ty = VectorType::get(ScalarTy, NumVecElts);
1262       CondTy = VectorType::get(ScalarCondTy, NumVecElts);
1263       ++LongVectorCount;
1264     }
1265     // The minimal length of the vector is limited by the real length of vector
1266     // operations performed on the current platform. That's why several final
1267     // reduction opertions are perfomed on the vectors with the same
1268     // architecture-dependent length.
1269     ShuffleCost += (NumReduxLevels - LongVectorCount) * (IsPairwise + 1) *
1270                    ConcreteTTI->getShuffleCost(TTI::SK_ExtractSubvector, Ty,
1271                                                NumVecElts, Ty);
1272     MinMaxCost +=
1273         (NumReduxLevels - LongVectorCount) *
1274         (ConcreteTTI->getCmpSelInstrCost(CmpOpcode, Ty, CondTy, nullptr) +
1275          ConcreteTTI->getCmpSelInstrCost(Instruction::Select, Ty, CondTy,
1276                                          nullptr));
1277     // Need 3 extractelement instructions for scalarization + an additional
1278     // scalar select instruction.
1279     return ShuffleCost + MinMaxCost +
1280            3 * getScalarizationOverhead(Ty, /*Insert=*/false,
1281                                         /*Extract=*/true) +
1282            ConcreteTTI->getCmpSelInstrCost(Instruction::Select, ScalarTy,
1283                                            ScalarCondTy, nullptr);
1284   }
1285
1286   unsigned getVectorSplitCost() { return 1; }
1287
1288   /// @}
1289 };
1290
1291 /// \brief Concrete BasicTTIImpl that can be used if no further customization
1292 /// is needed.
1293 class BasicTTIImpl : public BasicTTIImplBase<BasicTTIImpl> {
1294   using BaseT = BasicTTIImplBase<BasicTTIImpl>;
1295
1296   friend class BasicTTIImplBase<BasicTTIImpl>;
1297
1298   const TargetSubtargetInfo *ST;
1299   const TargetLoweringBase *TLI;
1300
1301   const TargetSubtargetInfo *getST() const { return ST; }
1302   const TargetLoweringBase *getTLI() const { return TLI; }
1303
1304 public:
1305   explicit BasicTTIImpl(const TargetMachine *ST, const Function &F);
1306 };
1307
1308 } // end namespace llvm
1309
1310 #endif // LLVM_CODEGEN_BASICTTIIMPL_H