]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - contrib/llvm/lib/Target/X86/X86TargetTransformInfo.cpp
MFV r329774:
[FreeBSD/FreeBSD.git] / contrib / llvm / lib / Target / X86 / X86TargetTransformInfo.cpp
1 //===-- X86TargetTransformInfo.cpp - X86 specific TTI pass ----------------===//
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 /// \file
10 /// This file implements a TargetTransformInfo analysis pass specific to the
11 /// X86 target machine. It uses the target's detailed information to provide
12 /// more precise answers to certain TTI queries, while letting the target
13 /// independent and default TTI implementations handle the rest.
14 ///
15 //===----------------------------------------------------------------------===//
16 /// About Cost Model numbers used below it's necessary to say the following:
17 /// the numbers correspond to some "generic" X86 CPU instead of usage of
18 /// concrete CPU model. Usually the numbers correspond to CPU where the feature
19 /// apeared at the first time. For example, if we do Subtarget.hasSSE42() in
20 /// the lookups below the cost is based on Nehalem as that was the first CPU
21 /// to support that feature level and thus has most likely the worst case cost.
22 /// Some examples of other technologies/CPUs:
23 ///   SSE 3   - Pentium4 / Athlon64
24 ///   SSE 4.1 - Penryn
25 ///   SSE 4.2 - Nehalem
26 ///   AVX     - Sandy Bridge
27 ///   AVX2    - Haswell
28 ///   AVX-512 - Xeon Phi / Skylake
29 /// And some examples of instruction target dependent costs (latency)
30 ///                   divss     sqrtss          rsqrtss
31 ///   AMD K7            11-16     19              3
32 ///   Piledriver        9-24      13-15           5
33 ///   Jaguar            14        16              2
34 ///   Pentium II,III    18        30              2
35 ///   Nehalem           7-14      7-18            3
36 ///   Haswell           10-13     11              5
37 /// TODO: Develop and implement  the target dependent cost model and
38 /// specialize cost numbers for different Cost Model Targets such as throughput,
39 /// code size, latency and uop count.
40 //===----------------------------------------------------------------------===//
41
42 #include "X86TargetTransformInfo.h"
43 #include "llvm/Analysis/TargetTransformInfo.h"
44 #include "llvm/CodeGen/BasicTTIImpl.h"
45 #include "llvm/CodeGen/CostTable.h"
46 #include "llvm/CodeGen/TargetLowering.h"
47 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
48 #include "llvm/Support/Debug.h"
49
50 using namespace llvm;
51
52 #define DEBUG_TYPE "x86tti"
53
54 //===----------------------------------------------------------------------===//
55 //
56 // X86 cost model.
57 //
58 //===----------------------------------------------------------------------===//
59
60 TargetTransformInfo::PopcntSupportKind
61 X86TTIImpl::getPopcntSupport(unsigned TyWidth) {
62   assert(isPowerOf2_32(TyWidth) && "Ty width must be power of 2");
63   // TODO: Currently the __builtin_popcount() implementation using SSE3
64   //   instructions is inefficient. Once the problem is fixed, we should
65   //   call ST->hasSSE3() instead of ST->hasPOPCNT().
66   return ST->hasPOPCNT() ? TTI::PSK_FastHardware : TTI::PSK_Software;
67 }
68
69 llvm::Optional<unsigned> X86TTIImpl::getCacheSize(
70   TargetTransformInfo::CacheLevel Level) const {
71   switch (Level) {
72   case TargetTransformInfo::CacheLevel::L1D:
73     //   - Penryn
74     //   - Nehalem
75     //   - Westmere
76     //   - Sandy Bridge
77     //   - Ivy Bridge
78     //   - Haswell
79     //   - Broadwell
80     //   - Skylake
81     //   - Kabylake
82     return 32 * 1024;  //  32 KByte
83   case TargetTransformInfo::CacheLevel::L2D:
84     //   - Penryn
85     //   - Nehalem
86     //   - Westmere
87     //   - Sandy Bridge
88     //   - Ivy Bridge
89     //   - Haswell
90     //   - Broadwell
91     //   - Skylake
92     //   - Kabylake
93     return 256 * 1024; // 256 KByte
94   }
95
96   llvm_unreachable("Unknown TargetTransformInfo::CacheLevel");
97 }
98
99 llvm::Optional<unsigned> X86TTIImpl::getCacheAssociativity(
100   TargetTransformInfo::CacheLevel Level) const {
101   //   - Penryn
102   //   - Nehalem
103   //   - Westmere
104   //   - Sandy Bridge
105   //   - Ivy Bridge
106   //   - Haswell
107   //   - Broadwell
108   //   - Skylake
109   //   - Kabylake
110   switch (Level) {
111   case TargetTransformInfo::CacheLevel::L1D:
112     LLVM_FALLTHROUGH;
113   case TargetTransformInfo::CacheLevel::L2D:
114     return 8;
115   }
116
117   llvm_unreachable("Unknown TargetTransformInfo::CacheLevel");
118 }
119
120 unsigned X86TTIImpl::getNumberOfRegisters(bool Vector) {
121   if (Vector && !ST->hasSSE1())
122     return 0;
123
124   if (ST->is64Bit()) {
125     if (Vector && ST->hasAVX512())
126       return 32;
127     return 16;
128   }
129   return 8;
130 }
131
132 unsigned X86TTIImpl::getRegisterBitWidth(bool Vector) const {
133   if (Vector) {
134     if (ST->hasAVX512())
135       return 512;
136     if (ST->hasAVX())
137       return 256;
138     if (ST->hasSSE1())
139       return 128;
140     return 0;
141   }
142
143   if (ST->is64Bit())
144     return 64;
145
146   return 32;
147 }
148
149 unsigned X86TTIImpl::getLoadStoreVecRegBitWidth(unsigned) const {
150   return getRegisterBitWidth(true);
151 }
152
153 unsigned X86TTIImpl::getMaxInterleaveFactor(unsigned VF) {
154   // If the loop will not be vectorized, don't interleave the loop.
155   // Let regular unroll to unroll the loop, which saves the overflow
156   // check and memory check cost.
157   if (VF == 1)
158     return 1;
159
160   if (ST->isAtom())
161     return 1;
162
163   // Sandybridge and Haswell have multiple execution ports and pipelined
164   // vector units.
165   if (ST->hasAVX())
166     return 4;
167
168   return 2;
169 }
170
171 int X86TTIImpl::getArithmeticInstrCost(
172     unsigned Opcode, Type *Ty,
173     TTI::OperandValueKind Op1Info, TTI::OperandValueKind Op2Info,
174     TTI::OperandValueProperties Opd1PropInfo,
175     TTI::OperandValueProperties Opd2PropInfo,
176     ArrayRef<const Value *> Args) {
177   // Legalize the type.
178   std::pair<int, MVT> LT = TLI->getTypeLegalizationCost(DL, Ty);
179
180   int ISD = TLI->InstructionOpcodeToISD(Opcode);
181   assert(ISD && "Invalid opcode");
182
183   static const CostTblEntry SLMCostTable[] = {
184     { ISD::MUL,  MVT::v4i32, 11 }, // pmulld
185     { ISD::MUL,  MVT::v8i16, 2  }, // pmullw
186     { ISD::MUL,  MVT::v16i8, 14 }, // extend/pmullw/trunc sequence.
187     { ISD::FMUL, MVT::f64,   2  }, // mulsd
188     { ISD::FMUL, MVT::v2f64, 4  }, // mulpd
189     { ISD::FMUL, MVT::v4f32, 2  }, // mulps
190     { ISD::FDIV, MVT::f32,   17 }, // divss
191     { ISD::FDIV, MVT::v4f32, 39 }, // divps
192     { ISD::FDIV, MVT::f64,   32 }, // divsd
193     { ISD::FDIV, MVT::v2f64, 69 }, // divpd
194     { ISD::FADD, MVT::v2f64, 2  }, // addpd
195     { ISD::FSUB, MVT::v2f64, 2  }, // subpd
196     // v2i64/v4i64 mul is custom lowered as a series of long:
197     // multiplies(3), shifts(3) and adds(2)
198     // slm muldq version throughput is 2 and addq throughput 4
199     // thus: 3X2 (muldq throughput) + 3X1 (shift throuput) +
200     //       3X4 (addq throughput) = 17
201     { ISD::MUL,  MVT::v2i64, 17 },
202     // slm addq\subq throughput is 4
203     { ISD::ADD,  MVT::v2i64, 4  },
204     { ISD::SUB,  MVT::v2i64, 4  },
205   };
206
207   if (ST->isSLM()) {
208     if (Args.size() == 2 && ISD == ISD::MUL && LT.second == MVT::v4i32) {
209       // Check if the operands can be shrinked into a smaller datatype.
210       bool Op1Signed = false;
211       unsigned Op1MinSize = BaseT::minRequiredElementSize(Args[0], Op1Signed);
212       bool Op2Signed = false;
213       unsigned Op2MinSize = BaseT::minRequiredElementSize(Args[1], Op2Signed);
214
215       bool signedMode = Op1Signed | Op2Signed;
216       unsigned OpMinSize = std::max(Op1MinSize, Op2MinSize);
217
218       if (OpMinSize <= 7)
219         return LT.first * 3; // pmullw/sext
220       if (!signedMode && OpMinSize <= 8)
221         return LT.first * 3; // pmullw/zext
222       if (OpMinSize <= 15)
223         return LT.first * 5; // pmullw/pmulhw/pshuf
224       if (!signedMode && OpMinSize <= 16)
225         return LT.first * 5; // pmullw/pmulhw/pshuf
226     }
227     if (const auto *Entry = CostTableLookup(SLMCostTable, ISD,
228                                             LT.second)) {
229       return LT.first * Entry->Cost;
230     }
231   }
232
233   if (ISD == ISD::SDIV &&
234       Op2Info == TargetTransformInfo::OK_UniformConstantValue &&
235       Opd2PropInfo == TargetTransformInfo::OP_PowerOf2) {
236     // On X86, vector signed division by constants power-of-two are
237     // normally expanded to the sequence SRA + SRL + ADD + SRA.
238     // The OperandValue properties many not be same as that of previous
239     // operation;conservatively assume OP_None.
240     int Cost = 2 * getArithmeticInstrCost(Instruction::AShr, Ty, Op1Info,
241                                           Op2Info, TargetTransformInfo::OP_None,
242                                           TargetTransformInfo::OP_None);
243     Cost += getArithmeticInstrCost(Instruction::LShr, Ty, Op1Info, Op2Info,
244                                    TargetTransformInfo::OP_None,
245                                    TargetTransformInfo::OP_None);
246     Cost += getArithmeticInstrCost(Instruction::Add, Ty, Op1Info, Op2Info,
247                                    TargetTransformInfo::OP_None,
248                                    TargetTransformInfo::OP_None);
249
250     return Cost;
251   }
252
253   static const CostTblEntry AVX512BWUniformConstCostTable[] = {
254     { ISD::SHL,  MVT::v64i8,   2 }, // psllw + pand.
255     { ISD::SRL,  MVT::v64i8,   2 }, // psrlw + pand.
256     { ISD::SRA,  MVT::v64i8,   4 }, // psrlw, pand, pxor, psubb.
257
258     { ISD::SDIV, MVT::v32i16,  6 }, // vpmulhw sequence
259     { ISD::UDIV, MVT::v32i16,  6 }, // vpmulhuw sequence
260   };
261
262   if (Op2Info == TargetTransformInfo::OK_UniformConstantValue &&
263       ST->hasBWI()) {
264     if (const auto *Entry = CostTableLookup(AVX512BWUniformConstCostTable, ISD,
265                                             LT.second))
266       return LT.first * Entry->Cost;
267   }
268
269   static const CostTblEntry AVX512UniformConstCostTable[] = {
270     { ISD::SRA,  MVT::v2i64,   1 },
271     { ISD::SRA,  MVT::v4i64,   1 },
272     { ISD::SRA,  MVT::v8i64,   1 },
273
274     { ISD::SDIV, MVT::v16i32, 15 }, // vpmuldq sequence
275     { ISD::UDIV, MVT::v16i32, 15 }, // vpmuludq sequence
276   };
277
278   if (Op2Info == TargetTransformInfo::OK_UniformConstantValue &&
279       ST->hasAVX512()) {
280     if (const auto *Entry = CostTableLookup(AVX512UniformConstCostTable, ISD,
281                                             LT.second))
282       return LT.first * Entry->Cost;
283   }
284
285   static const CostTblEntry AVX2UniformConstCostTable[] = {
286     { ISD::SHL,  MVT::v32i8,   2 }, // psllw + pand.
287     { ISD::SRL,  MVT::v32i8,   2 }, // psrlw + pand.
288     { ISD::SRA,  MVT::v32i8,   4 }, // psrlw, pand, pxor, psubb.
289
290     { ISD::SRA,  MVT::v4i64,   4 }, // 2 x psrad + shuffle.
291
292     { ISD::SDIV, MVT::v16i16,  6 }, // vpmulhw sequence
293     { ISD::UDIV, MVT::v16i16,  6 }, // vpmulhuw sequence
294     { ISD::SDIV, MVT::v8i32,  15 }, // vpmuldq sequence
295     { ISD::UDIV, MVT::v8i32,  15 }, // vpmuludq sequence
296   };
297
298   if (Op2Info == TargetTransformInfo::OK_UniformConstantValue &&
299       ST->hasAVX2()) {
300     if (const auto *Entry = CostTableLookup(AVX2UniformConstCostTable, ISD,
301                                             LT.second))
302       return LT.first * Entry->Cost;
303   }
304
305   static const CostTblEntry SSE2UniformConstCostTable[] = {
306     { ISD::SHL,  MVT::v16i8,     2 }, // psllw + pand.
307     { ISD::SRL,  MVT::v16i8,     2 }, // psrlw + pand.
308     { ISD::SRA,  MVT::v16i8,     4 }, // psrlw, pand, pxor, psubb.
309
310     { ISD::SHL,  MVT::v32i8,   4+2 }, // 2*(psllw + pand) + split.
311     { ISD::SRL,  MVT::v32i8,   4+2 }, // 2*(psrlw + pand) + split.
312     { ISD::SRA,  MVT::v32i8,   8+2 }, // 2*(psrlw, pand, pxor, psubb) + split.
313
314     { ISD::SDIV, MVT::v16i16, 12+2 }, // 2*pmulhw sequence + split.
315     { ISD::SDIV, MVT::v8i16,     6 }, // pmulhw sequence
316     { ISD::UDIV, MVT::v16i16, 12+2 }, // 2*pmulhuw sequence + split.
317     { ISD::UDIV, MVT::v8i16,     6 }, // pmulhuw sequence
318     { ISD::SDIV, MVT::v8i32,  38+2 }, // 2*pmuludq sequence + split.
319     { ISD::SDIV, MVT::v4i32,    19 }, // pmuludq sequence
320     { ISD::UDIV, MVT::v8i32,  30+2 }, // 2*pmuludq sequence + split.
321     { ISD::UDIV, MVT::v4i32,    15 }, // pmuludq sequence
322   };
323
324   if (Op2Info == TargetTransformInfo::OK_UniformConstantValue &&
325       ST->hasSSE2()) {
326     // pmuldq sequence.
327     if (ISD == ISD::SDIV && LT.second == MVT::v8i32 && ST->hasAVX())
328       return LT.first * 32;
329     if (ISD == ISD::SDIV && LT.second == MVT::v4i32 && ST->hasSSE41())
330       return LT.first * 15;
331
332     // XOP has faster vXi8 shifts.
333     if ((ISD != ISD::SHL && ISD != ISD::SRL && ISD != ISD::SRA) ||
334         !ST->hasXOP())
335       if (const auto *Entry =
336               CostTableLookup(SSE2UniformConstCostTable, ISD, LT.second))
337         return LT.first * Entry->Cost;
338   }
339
340   static const CostTblEntry AVX2UniformCostTable[] = {
341     // Uniform splats are cheaper for the following instructions.
342     { ISD::SHL,  MVT::v16i16, 1 }, // psllw.
343     { ISD::SRL,  MVT::v16i16, 1 }, // psrlw.
344     { ISD::SRA,  MVT::v16i16, 1 }, // psraw.
345   };
346
347   if (ST->hasAVX2() &&
348       ((Op2Info == TargetTransformInfo::OK_UniformConstantValue) ||
349        (Op2Info == TargetTransformInfo::OK_UniformValue))) {
350     if (const auto *Entry =
351             CostTableLookup(AVX2UniformCostTable, ISD, LT.second))
352       return LT.first * Entry->Cost;
353   }
354
355   static const CostTblEntry SSE2UniformCostTable[] = {
356     // Uniform splats are cheaper for the following instructions.
357     { ISD::SHL,  MVT::v8i16,  1 }, // psllw.
358     { ISD::SHL,  MVT::v4i32,  1 }, // pslld
359     { ISD::SHL,  MVT::v2i64,  1 }, // psllq.
360
361     { ISD::SRL,  MVT::v8i16,  1 }, // psrlw.
362     { ISD::SRL,  MVT::v4i32,  1 }, // psrld.
363     { ISD::SRL,  MVT::v2i64,  1 }, // psrlq.
364
365     { ISD::SRA,  MVT::v8i16,  1 }, // psraw.
366     { ISD::SRA,  MVT::v4i32,  1 }, // psrad.
367   };
368
369   if (ST->hasSSE2() &&
370       ((Op2Info == TargetTransformInfo::OK_UniformConstantValue) ||
371        (Op2Info == TargetTransformInfo::OK_UniformValue))) {
372     if (const auto *Entry =
373             CostTableLookup(SSE2UniformCostTable, ISD, LT.second))
374       return LT.first * Entry->Cost;
375   }
376
377   static const CostTblEntry AVX512DQCostTable[] = {
378     { ISD::MUL,  MVT::v2i64, 1 },
379     { ISD::MUL,  MVT::v4i64, 1 },
380     { ISD::MUL,  MVT::v8i64, 1 }
381   };
382
383   // Look for AVX512DQ lowering tricks for custom cases.
384   if (ST->hasDQI())
385     if (const auto *Entry = CostTableLookup(AVX512DQCostTable, ISD, LT.second))
386       return LT.first * Entry->Cost;
387
388   static const CostTblEntry AVX512BWCostTable[] = {
389     { ISD::SHL,   MVT::v8i16,      1 }, // vpsllvw
390     { ISD::SRL,   MVT::v8i16,      1 }, // vpsrlvw
391     { ISD::SRA,   MVT::v8i16,      1 }, // vpsravw
392
393     { ISD::SHL,   MVT::v16i16,     1 }, // vpsllvw
394     { ISD::SRL,   MVT::v16i16,     1 }, // vpsrlvw
395     { ISD::SRA,   MVT::v16i16,     1 }, // vpsravw
396
397     { ISD::SHL,   MVT::v32i16,     1 }, // vpsllvw
398     { ISD::SRL,   MVT::v32i16,     1 }, // vpsrlvw
399     { ISD::SRA,   MVT::v32i16,     1 }, // vpsravw
400
401     { ISD::SHL,   MVT::v64i8,     11 }, // vpblendvb sequence.
402     { ISD::SRL,   MVT::v64i8,     11 }, // vpblendvb sequence.
403     { ISD::SRA,   MVT::v64i8,     24 }, // vpblendvb sequence.
404
405     { ISD::MUL,   MVT::v64i8,     11 }, // extend/pmullw/trunc sequence.
406     { ISD::MUL,   MVT::v32i8,      4 }, // extend/pmullw/trunc sequence.
407     { ISD::MUL,   MVT::v16i8,      4 }, // extend/pmullw/trunc sequence.
408
409     // Vectorizing division is a bad idea. See the SSE2 table for more comments.
410     { ISD::SDIV,  MVT::v64i8,  64*20 },
411     { ISD::SDIV,  MVT::v32i16, 32*20 },
412     { ISD::UDIV,  MVT::v64i8,  64*20 },
413     { ISD::UDIV,  MVT::v32i16, 32*20 }
414   };
415
416   // Look for AVX512BW lowering tricks for custom cases.
417   if (ST->hasBWI())
418     if (const auto *Entry = CostTableLookup(AVX512BWCostTable, ISD, LT.second))
419       return LT.first * Entry->Cost;
420
421   static const CostTblEntry AVX512CostTable[] = {
422     { ISD::SHL,     MVT::v16i32,     1 },
423     { ISD::SRL,     MVT::v16i32,     1 },
424     { ISD::SRA,     MVT::v16i32,     1 },
425
426     { ISD::SHL,     MVT::v8i64,      1 },
427     { ISD::SRL,     MVT::v8i64,      1 },
428
429     { ISD::SRA,     MVT::v2i64,      1 },
430     { ISD::SRA,     MVT::v4i64,      1 },
431     { ISD::SRA,     MVT::v8i64,      1 },
432
433     { ISD::MUL,     MVT::v32i8,     13 }, // extend/pmullw/trunc sequence.
434     { ISD::MUL,     MVT::v16i8,      5 }, // extend/pmullw/trunc sequence.
435     { ISD::MUL,     MVT::v16i32,     1 }, // pmulld
436     { ISD::MUL,     MVT::v8i64,      8 }, // 3*pmuludq/3*shift/2*add
437
438     // Vectorizing division is a bad idea. See the SSE2 table for more comments.
439     { ISD::SDIV,    MVT::v16i32, 16*20 },
440     { ISD::SDIV,    MVT::v8i64,   8*20 },
441     { ISD::UDIV,    MVT::v16i32, 16*20 },
442     { ISD::UDIV,    MVT::v8i64,   8*20 }
443   };
444
445   if (ST->hasAVX512())
446     if (const auto *Entry = CostTableLookup(AVX512CostTable, ISD, LT.second))
447       return LT.first * Entry->Cost;
448
449   static const CostTblEntry AVX2ShiftCostTable[] = {
450     // Shifts on v4i64/v8i32 on AVX2 is legal even though we declare to
451     // customize them to detect the cases where shift amount is a scalar one.
452     { ISD::SHL,     MVT::v4i32,    1 },
453     { ISD::SRL,     MVT::v4i32,    1 },
454     { ISD::SRA,     MVT::v4i32,    1 },
455     { ISD::SHL,     MVT::v8i32,    1 },
456     { ISD::SRL,     MVT::v8i32,    1 },
457     { ISD::SRA,     MVT::v8i32,    1 },
458     { ISD::SHL,     MVT::v2i64,    1 },
459     { ISD::SRL,     MVT::v2i64,    1 },
460     { ISD::SHL,     MVT::v4i64,    1 },
461     { ISD::SRL,     MVT::v4i64,    1 },
462   };
463
464   // Look for AVX2 lowering tricks.
465   if (ST->hasAVX2()) {
466     if (ISD == ISD::SHL && LT.second == MVT::v16i16 &&
467         (Op2Info == TargetTransformInfo::OK_UniformConstantValue ||
468          Op2Info == TargetTransformInfo::OK_NonUniformConstantValue))
469       // On AVX2, a packed v16i16 shift left by a constant build_vector
470       // is lowered into a vector multiply (vpmullw).
471       return LT.first;
472
473     if (const auto *Entry = CostTableLookup(AVX2ShiftCostTable, ISD, LT.second))
474       return LT.first * Entry->Cost;
475   }
476
477   static const CostTblEntry XOPShiftCostTable[] = {
478     // 128bit shifts take 1cy, but right shifts require negation beforehand.
479     { ISD::SHL,     MVT::v16i8,    1 },
480     { ISD::SRL,     MVT::v16i8,    2 },
481     { ISD::SRA,     MVT::v16i8,    2 },
482     { ISD::SHL,     MVT::v8i16,    1 },
483     { ISD::SRL,     MVT::v8i16,    2 },
484     { ISD::SRA,     MVT::v8i16,    2 },
485     { ISD::SHL,     MVT::v4i32,    1 },
486     { ISD::SRL,     MVT::v4i32,    2 },
487     { ISD::SRA,     MVT::v4i32,    2 },
488     { ISD::SHL,     MVT::v2i64,    1 },
489     { ISD::SRL,     MVT::v2i64,    2 },
490     { ISD::SRA,     MVT::v2i64,    2 },
491     // 256bit shifts require splitting if AVX2 didn't catch them above.
492     { ISD::SHL,     MVT::v32i8,  2+2 },
493     { ISD::SRL,     MVT::v32i8,  4+2 },
494     { ISD::SRA,     MVT::v32i8,  4+2 },
495     { ISD::SHL,     MVT::v16i16, 2+2 },
496     { ISD::SRL,     MVT::v16i16, 4+2 },
497     { ISD::SRA,     MVT::v16i16, 4+2 },
498     { ISD::SHL,     MVT::v8i32,  2+2 },
499     { ISD::SRL,     MVT::v8i32,  4+2 },
500     { ISD::SRA,     MVT::v8i32,  4+2 },
501     { ISD::SHL,     MVT::v4i64,  2+2 },
502     { ISD::SRL,     MVT::v4i64,  4+2 },
503     { ISD::SRA,     MVT::v4i64,  4+2 },
504   };
505
506   // Look for XOP lowering tricks.
507   if (ST->hasXOP())
508     if (const auto *Entry = CostTableLookup(XOPShiftCostTable, ISD, LT.second))
509       return LT.first * Entry->Cost;
510
511   static const CostTblEntry SSE2UniformShiftCostTable[] = {
512     // Uniform splats are cheaper for the following instructions.
513     { ISD::SHL,  MVT::v16i16, 2+2 }, // 2*psllw + split.
514     { ISD::SHL,  MVT::v8i32,  2+2 }, // 2*pslld + split.
515     { ISD::SHL,  MVT::v4i64,  2+2 }, // 2*psllq + split.
516
517     { ISD::SRL,  MVT::v16i16, 2+2 }, // 2*psrlw + split.
518     { ISD::SRL,  MVT::v8i32,  2+2 }, // 2*psrld + split.
519     { ISD::SRL,  MVT::v4i64,  2+2 }, // 2*psrlq + split.
520
521     { ISD::SRA,  MVT::v16i16, 2+2 }, // 2*psraw + split.
522     { ISD::SRA,  MVT::v8i32,  2+2 }, // 2*psrad + split.
523     { ISD::SRA,  MVT::v2i64,    4 }, // 2*psrad + shuffle.
524     { ISD::SRA,  MVT::v4i64,  8+2 }, // 2*(2*psrad + shuffle) + split.
525   };
526
527   if (ST->hasSSE2() &&
528       ((Op2Info == TargetTransformInfo::OK_UniformConstantValue) ||
529        (Op2Info == TargetTransformInfo::OK_UniformValue))) {
530
531     // Handle AVX2 uniform v4i64 ISD::SRA, it's not worth a table.
532     if (ISD == ISD::SRA && LT.second == MVT::v4i64 && ST->hasAVX2())
533       return LT.first * 4; // 2*psrad + shuffle.
534
535     if (const auto *Entry =
536             CostTableLookup(SSE2UniformShiftCostTable, ISD, LT.second))
537       return LT.first * Entry->Cost;
538   }
539
540   if (ISD == ISD::SHL &&
541       Op2Info == TargetTransformInfo::OK_NonUniformConstantValue) {
542     MVT VT = LT.second;
543     // Vector shift left by non uniform constant can be lowered
544     // into vector multiply.
545     if (((VT == MVT::v8i16 || VT == MVT::v4i32) && ST->hasSSE2()) ||
546         ((VT == MVT::v16i16 || VT == MVT::v8i32) && ST->hasAVX()))
547       ISD = ISD::MUL;
548   }
549
550   static const CostTblEntry AVX2CostTable[] = {
551     { ISD::SHL,  MVT::v32i8,     11 }, // vpblendvb sequence.
552     { ISD::SHL,  MVT::v16i16,    10 }, // extend/vpsrlvd/pack sequence.
553
554     { ISD::SRL,  MVT::v32i8,     11 }, // vpblendvb sequence.
555     { ISD::SRL,  MVT::v16i16,    10 }, // extend/vpsrlvd/pack sequence.
556
557     { ISD::SRA,  MVT::v32i8,     24 }, // vpblendvb sequence.
558     { ISD::SRA,  MVT::v16i16,    10 }, // extend/vpsravd/pack sequence.
559     { ISD::SRA,  MVT::v2i64,      4 }, // srl/xor/sub sequence.
560     { ISD::SRA,  MVT::v4i64,      4 }, // srl/xor/sub sequence.
561
562     { ISD::SUB,  MVT::v32i8,      1 }, // psubb
563     { ISD::ADD,  MVT::v32i8,      1 }, // paddb
564     { ISD::SUB,  MVT::v16i16,     1 }, // psubw
565     { ISD::ADD,  MVT::v16i16,     1 }, // paddw
566     { ISD::SUB,  MVT::v8i32,      1 }, // psubd
567     { ISD::ADD,  MVT::v8i32,      1 }, // paddd
568     { ISD::SUB,  MVT::v4i64,      1 }, // psubq
569     { ISD::ADD,  MVT::v4i64,      1 }, // paddq
570
571     { ISD::MUL,  MVT::v32i8,     17 }, // extend/pmullw/trunc sequence.
572     { ISD::MUL,  MVT::v16i8,      7 }, // extend/pmullw/trunc sequence.
573     { ISD::MUL,  MVT::v16i16,     1 }, // pmullw
574     { ISD::MUL,  MVT::v8i32,      1 }, // pmulld
575     { ISD::MUL,  MVT::v4i64,      8 }, // 3*pmuludq/3*shift/2*add
576
577     { ISD::FDIV, MVT::f32,        7 }, // Haswell from http://www.agner.org/
578     { ISD::FDIV, MVT::v4f32,      7 }, // Haswell from http://www.agner.org/
579     { ISD::FDIV, MVT::v8f32,     14 }, // Haswell from http://www.agner.org/
580     { ISD::FDIV, MVT::f64,       14 }, // Haswell from http://www.agner.org/
581     { ISD::FDIV, MVT::v2f64,     14 }, // Haswell from http://www.agner.org/
582     { ISD::FDIV, MVT::v4f64,     28 }, // Haswell from http://www.agner.org/
583   };
584
585   // Look for AVX2 lowering tricks for custom cases.
586   if (ST->hasAVX2())
587     if (const auto *Entry = CostTableLookup(AVX2CostTable, ISD, LT.second))
588       return LT.first * Entry->Cost;
589
590   static const CostTblEntry AVX1CostTable[] = {
591     // We don't have to scalarize unsupported ops. We can issue two half-sized
592     // operations and we only need to extract the upper YMM half.
593     // Two ops + 1 extract + 1 insert = 4.
594     { ISD::MUL,     MVT::v16i16,     4 },
595     { ISD::MUL,     MVT::v8i32,      4 },
596     { ISD::SUB,     MVT::v32i8,      4 },
597     { ISD::ADD,     MVT::v32i8,      4 },
598     { ISD::SUB,     MVT::v16i16,     4 },
599     { ISD::ADD,     MVT::v16i16,     4 },
600     { ISD::SUB,     MVT::v8i32,      4 },
601     { ISD::ADD,     MVT::v8i32,      4 },
602     { ISD::SUB,     MVT::v4i64,      4 },
603     { ISD::ADD,     MVT::v4i64,      4 },
604
605     // A v4i64 multiply is custom lowered as two split v2i64 vectors that then
606     // are lowered as a series of long multiplies(3), shifts(3) and adds(2)
607     // Because we believe v4i64 to be a legal type, we must also include the
608     // extract+insert in the cost table. Therefore, the cost here is 18
609     // instead of 8.
610     { ISD::MUL,     MVT::v4i64,     18 },
611
612     { ISD::MUL,     MVT::v32i8,     26 }, // extend/pmullw/trunc sequence.
613
614     { ISD::FDIV,    MVT::f32,       14 }, // SNB from http://www.agner.org/
615     { ISD::FDIV,    MVT::v4f32,     14 }, // SNB from http://www.agner.org/
616     { ISD::FDIV,    MVT::v8f32,     28 }, // SNB from http://www.agner.org/
617     { ISD::FDIV,    MVT::f64,       22 }, // SNB from http://www.agner.org/
618     { ISD::FDIV,    MVT::v2f64,     22 }, // SNB from http://www.agner.org/
619     { ISD::FDIV,    MVT::v4f64,     44 }, // SNB from http://www.agner.org/
620
621     // Vectorizing division is a bad idea. See the SSE2 table for more comments.
622     { ISD::SDIV,    MVT::v32i8,  32*20 },
623     { ISD::SDIV,    MVT::v16i16, 16*20 },
624     { ISD::SDIV,    MVT::v8i32,   8*20 },
625     { ISD::SDIV,    MVT::v4i64,   4*20 },
626     { ISD::UDIV,    MVT::v32i8,  32*20 },
627     { ISD::UDIV,    MVT::v16i16, 16*20 },
628     { ISD::UDIV,    MVT::v8i32,   8*20 },
629     { ISD::UDIV,    MVT::v4i64,   4*20 },
630   };
631
632   if (ST->hasAVX())
633     if (const auto *Entry = CostTableLookup(AVX1CostTable, ISD, LT.second))
634       return LT.first * Entry->Cost;
635
636   static const CostTblEntry SSE42CostTable[] = {
637     { ISD::FDIV,  MVT::f32,   14 }, // Nehalem from http://www.agner.org/
638     { ISD::FDIV,  MVT::v4f32, 14 }, // Nehalem from http://www.agner.org/
639     { ISD::FDIV,  MVT::f64,   22 }, // Nehalem from http://www.agner.org/
640     { ISD::FDIV,  MVT::v2f64, 22 }, // Nehalem from http://www.agner.org/
641   };
642
643   if (ST->hasSSE42())
644     if (const auto *Entry = CostTableLookup(SSE42CostTable, ISD, LT.second))
645       return LT.first * Entry->Cost;
646
647   static const CostTblEntry SSE41CostTable[] = {
648     { ISD::SHL,  MVT::v16i8,      11 }, // pblendvb sequence.
649     { ISD::SHL,  MVT::v32i8,  2*11+2 }, // pblendvb sequence + split.
650     { ISD::SHL,  MVT::v8i16,      14 }, // pblendvb sequence.
651     { ISD::SHL,  MVT::v16i16, 2*14+2 }, // pblendvb sequence + split.
652     { ISD::SHL,  MVT::v4i32,       4 }, // pslld/paddd/cvttps2dq/pmulld
653     { ISD::SHL,  MVT::v8i32,   2*4+2 }, // pslld/paddd/cvttps2dq/pmulld + split
654
655     { ISD::SRL,  MVT::v16i8,      12 }, // pblendvb sequence.
656     { ISD::SRL,  MVT::v32i8,  2*12+2 }, // pblendvb sequence + split.
657     { ISD::SRL,  MVT::v8i16,      14 }, // pblendvb sequence.
658     { ISD::SRL,  MVT::v16i16, 2*14+2 }, // pblendvb sequence + split.
659     { ISD::SRL,  MVT::v4i32,      11 }, // Shift each lane + blend.
660     { ISD::SRL,  MVT::v8i32,  2*11+2 }, // Shift each lane + blend + split.
661
662     { ISD::SRA,  MVT::v16i8,      24 }, // pblendvb sequence.
663     { ISD::SRA,  MVT::v32i8,  2*24+2 }, // pblendvb sequence + split.
664     { ISD::SRA,  MVT::v8i16,      14 }, // pblendvb sequence.
665     { ISD::SRA,  MVT::v16i16, 2*14+2 }, // pblendvb sequence + split.
666     { ISD::SRA,  MVT::v4i32,      12 }, // Shift each lane + blend.
667     { ISD::SRA,  MVT::v8i32,  2*12+2 }, // Shift each lane + blend + split.
668
669     { ISD::MUL,  MVT::v4i32,       1 }  // pmulld
670   };
671
672   if (ST->hasSSE41())
673     if (const auto *Entry = CostTableLookup(SSE41CostTable, ISD, LT.second))
674       return LT.first * Entry->Cost;
675
676   static const CostTblEntry SSE2CostTable[] = {
677     // We don't correctly identify costs of casts because they are marked as
678     // custom.
679     { ISD::SHL,  MVT::v16i8,      26 }, // cmpgtb sequence.
680     { ISD::SHL,  MVT::v8i16,      32 }, // cmpgtb sequence.
681     { ISD::SHL,  MVT::v4i32,     2*5 }, // We optimized this using mul.
682     { ISD::SHL,  MVT::v2i64,       4 }, // splat+shuffle sequence.
683     { ISD::SHL,  MVT::v4i64,   2*4+2 }, // splat+shuffle sequence + split.
684
685     { ISD::SRL,  MVT::v16i8,      26 }, // cmpgtb sequence.
686     { ISD::SRL,  MVT::v8i16,      32 }, // cmpgtb sequence.
687     { ISD::SRL,  MVT::v4i32,      16 }, // Shift each lane + blend.
688     { ISD::SRL,  MVT::v2i64,       4 }, // splat+shuffle sequence.
689     { ISD::SRL,  MVT::v4i64,   2*4+2 }, // splat+shuffle sequence + split.
690
691     { ISD::SRA,  MVT::v16i8,      54 }, // unpacked cmpgtb sequence.
692     { ISD::SRA,  MVT::v8i16,      32 }, // cmpgtb sequence.
693     { ISD::SRA,  MVT::v4i32,      16 }, // Shift each lane + blend.
694     { ISD::SRA,  MVT::v2i64,      12 }, // srl/xor/sub sequence.
695     { ISD::SRA,  MVT::v4i64,  2*12+2 }, // srl/xor/sub sequence+split.
696
697     { ISD::MUL,  MVT::v16i8,      12 }, // extend/pmullw/trunc sequence.
698     { ISD::MUL,  MVT::v8i16,       1 }, // pmullw
699     { ISD::MUL,  MVT::v4i32,       6 }, // 3*pmuludq/4*shuffle
700     { ISD::MUL,  MVT::v2i64,       8 }, // 3*pmuludq/3*shift/2*add
701
702     { ISD::FDIV, MVT::f32,        23 }, // Pentium IV from http://www.agner.org/
703     { ISD::FDIV, MVT::v4f32,      39 }, // Pentium IV from http://www.agner.org/
704     { ISD::FDIV, MVT::f64,        38 }, // Pentium IV from http://www.agner.org/
705     { ISD::FDIV, MVT::v2f64,      69 }, // Pentium IV from http://www.agner.org/
706
707     // It is not a good idea to vectorize division. We have to scalarize it and
708     // in the process we will often end up having to spilling regular
709     // registers. The overhead of division is going to dominate most kernels
710     // anyways so try hard to prevent vectorization of division - it is
711     // generally a bad idea. Assume somewhat arbitrarily that we have to be able
712     // to hide "20 cycles" for each lane.
713     { ISD::SDIV,  MVT::v16i8,  16*20 },
714     { ISD::SDIV,  MVT::v8i16,   8*20 },
715     { ISD::SDIV,  MVT::v4i32,   4*20 },
716     { ISD::SDIV,  MVT::v2i64,   2*20 },
717     { ISD::UDIV,  MVT::v16i8,  16*20 },
718     { ISD::UDIV,  MVT::v8i16,   8*20 },
719     { ISD::UDIV,  MVT::v4i32,   4*20 },
720     { ISD::UDIV,  MVT::v2i64,   2*20 },
721   };
722
723   if (ST->hasSSE2())
724     if (const auto *Entry = CostTableLookup(SSE2CostTable, ISD, LT.second))
725       return LT.first * Entry->Cost;
726
727   static const CostTblEntry SSE1CostTable[] = {
728     { ISD::FDIV, MVT::f32,   17 }, // Pentium III from http://www.agner.org/
729     { ISD::FDIV, MVT::v4f32, 34 }, // Pentium III from http://www.agner.org/
730   };
731
732   if (ST->hasSSE1())
733     if (const auto *Entry = CostTableLookup(SSE1CostTable, ISD, LT.second))
734       return LT.first * Entry->Cost;
735
736   // Fallback to the default implementation.
737   return BaseT::getArithmeticInstrCost(Opcode, Ty, Op1Info, Op2Info);
738 }
739
740 int X86TTIImpl::getShuffleCost(TTI::ShuffleKind Kind, Type *Tp, int Index,
741                                Type *SubTp) {
742   // 64-bit packed float vectors (v2f32) are widened to type v4f32.
743   // 64-bit packed integer vectors (v2i32) are promoted to type v2i64.
744   std::pair<int, MVT> LT = TLI->getTypeLegalizationCost(DL, Tp);
745
746   // For Broadcasts we are splatting the first element from the first input
747   // register, so only need to reference that input and all the output
748   // registers are the same.
749   if (Kind == TTI::SK_Broadcast)
750     LT.first = 1;
751
752   // We are going to permute multiple sources and the result will be in multiple
753   // destinations. Providing an accurate cost only for splits where the element
754   // type remains the same.
755   if (Kind == TTI::SK_PermuteSingleSrc && LT.first != 1) {
756     MVT LegalVT = LT.second;
757     if (LegalVT.isVector() &&
758         LegalVT.getVectorElementType().getSizeInBits() ==
759             Tp->getVectorElementType()->getPrimitiveSizeInBits() &&
760         LegalVT.getVectorNumElements() < Tp->getVectorNumElements()) {
761
762       unsigned VecTySize = DL.getTypeStoreSize(Tp);
763       unsigned LegalVTSize = LegalVT.getStoreSize();
764       // Number of source vectors after legalization:
765       unsigned NumOfSrcs = (VecTySize + LegalVTSize - 1) / LegalVTSize;
766       // Number of destination vectors after legalization:
767       unsigned NumOfDests = LT.first;
768
769       Type *SingleOpTy = VectorType::get(Tp->getVectorElementType(),
770                                          LegalVT.getVectorNumElements());
771
772       unsigned NumOfShuffles = (NumOfSrcs - 1) * NumOfDests;
773       return NumOfShuffles *
774              getShuffleCost(TTI::SK_PermuteTwoSrc, SingleOpTy, 0, nullptr);
775     }
776
777     return BaseT::getShuffleCost(Kind, Tp, Index, SubTp);
778   }
779
780   // For 2-input shuffles, we must account for splitting the 2 inputs into many.
781   if (Kind == TTI::SK_PermuteTwoSrc && LT.first != 1) {
782     // We assume that source and destination have the same vector type.
783     int NumOfDests = LT.first;
784     int NumOfShufflesPerDest = LT.first * 2 - 1;
785     LT.first = NumOfDests * NumOfShufflesPerDest;
786   }
787
788   static const CostTblEntry AVX512VBMIShuffleTbl[] = {
789     { TTI::SK_Reverse,          MVT::v64i8,  1 }, // vpermb
790     { TTI::SK_Reverse,          MVT::v32i8,  1 }, // vpermb
791
792     { TTI::SK_PermuteSingleSrc, MVT::v64i8,  1 }, // vpermb
793     { TTI::SK_PermuteSingleSrc, MVT::v32i8,  1 }, // vpermb
794
795     { TTI::SK_PermuteTwoSrc,    MVT::v64i8,  1 }, // vpermt2b
796     { TTI::SK_PermuteTwoSrc,    MVT::v32i8,  1 }, // vpermt2b
797     { TTI::SK_PermuteTwoSrc,    MVT::v16i8,  1 }  // vpermt2b
798   };
799
800   if (ST->hasVBMI())
801     if (const auto *Entry =
802             CostTableLookup(AVX512VBMIShuffleTbl, Kind, LT.second))
803       return LT.first * Entry->Cost;
804
805   static const CostTblEntry AVX512BWShuffleTbl[] = {
806     { TTI::SK_Broadcast,        MVT::v32i16, 1 }, // vpbroadcastw
807     { TTI::SK_Broadcast,        MVT::v64i8,  1 }, // vpbroadcastb
808
809     { TTI::SK_Reverse,          MVT::v32i16, 1 }, // vpermw
810     { TTI::SK_Reverse,          MVT::v16i16, 1 }, // vpermw
811     { TTI::SK_Reverse,          MVT::v64i8,  2 }, // pshufb + vshufi64x2
812
813     { TTI::SK_PermuteSingleSrc, MVT::v32i16, 1 }, // vpermw
814     { TTI::SK_PermuteSingleSrc, MVT::v16i16, 1 }, // vpermw
815     { TTI::SK_PermuteSingleSrc, MVT::v8i16,  1 }, // vpermw
816     { TTI::SK_PermuteSingleSrc, MVT::v64i8,  8 }, // extend to v32i16
817     { TTI::SK_PermuteSingleSrc, MVT::v32i8,  3 }, // vpermw + zext/trunc
818
819     { TTI::SK_PermuteTwoSrc,    MVT::v32i16, 1 }, // vpermt2w
820     { TTI::SK_PermuteTwoSrc,    MVT::v16i16, 1 }, // vpermt2w
821     { TTI::SK_PermuteTwoSrc,    MVT::v8i16,  1 }, // vpermt2w
822     { TTI::SK_PermuteTwoSrc,    MVT::v32i8,  3 }, // zext + vpermt2w + trunc
823     { TTI::SK_PermuteTwoSrc,    MVT::v64i8, 19 }, // 6 * v32i8 + 1
824     { TTI::SK_PermuteTwoSrc,    MVT::v16i8,  3 }  // zext + vpermt2w + trunc
825   };
826
827   if (ST->hasBWI())
828     if (const auto *Entry =
829             CostTableLookup(AVX512BWShuffleTbl, Kind, LT.second))
830       return LT.first * Entry->Cost;
831
832   static const CostTblEntry AVX512ShuffleTbl[] = {
833     { TTI::SK_Broadcast,        MVT::v8f64,  1 }, // vbroadcastpd
834     { TTI::SK_Broadcast,        MVT::v16f32, 1 }, // vbroadcastps
835     { TTI::SK_Broadcast,        MVT::v8i64,  1 }, // vpbroadcastq
836     { TTI::SK_Broadcast,        MVT::v16i32, 1 }, // vpbroadcastd
837
838     { TTI::SK_Reverse,          MVT::v8f64,  1 }, // vpermpd
839     { TTI::SK_Reverse,          MVT::v16f32, 1 }, // vpermps
840     { TTI::SK_Reverse,          MVT::v8i64,  1 }, // vpermq
841     { TTI::SK_Reverse,          MVT::v16i32, 1 }, // vpermd
842
843     { TTI::SK_PermuteSingleSrc, MVT::v8f64,  1 }, // vpermpd
844     { TTI::SK_PermuteSingleSrc, MVT::v4f64,  1 }, // vpermpd
845     { TTI::SK_PermuteSingleSrc, MVT::v2f64,  1 }, // vpermpd
846     { TTI::SK_PermuteSingleSrc, MVT::v16f32, 1 }, // vpermps
847     { TTI::SK_PermuteSingleSrc, MVT::v8f32,  1 }, // vpermps
848     { TTI::SK_PermuteSingleSrc, MVT::v4f32,  1 }, // vpermps
849     { TTI::SK_PermuteSingleSrc, MVT::v8i64,  1 }, // vpermq
850     { TTI::SK_PermuteSingleSrc, MVT::v4i64,  1 }, // vpermq
851     { TTI::SK_PermuteSingleSrc, MVT::v2i64,  1 }, // vpermq
852     { TTI::SK_PermuteSingleSrc, MVT::v16i32, 1 }, // vpermd
853     { TTI::SK_PermuteSingleSrc, MVT::v8i32,  1 }, // vpermd
854     { TTI::SK_PermuteSingleSrc, MVT::v4i32,  1 }, // vpermd
855     { TTI::SK_PermuteSingleSrc, MVT::v16i8,  1 }, // pshufb
856
857     { TTI::SK_PermuteTwoSrc,    MVT::v8f64,  1 }, // vpermt2pd
858     { TTI::SK_PermuteTwoSrc,    MVT::v16f32, 1 }, // vpermt2ps
859     { TTI::SK_PermuteTwoSrc,    MVT::v8i64,  1 }, // vpermt2q
860     { TTI::SK_PermuteTwoSrc,    MVT::v16i32, 1 }, // vpermt2d
861     { TTI::SK_PermuteTwoSrc,    MVT::v4f64,  1 }, // vpermt2pd
862     { TTI::SK_PermuteTwoSrc,    MVT::v8f32,  1 }, // vpermt2ps
863     { TTI::SK_PermuteTwoSrc,    MVT::v4i64,  1 }, // vpermt2q
864     { TTI::SK_PermuteTwoSrc,    MVT::v8i32,  1 }, // vpermt2d
865     { TTI::SK_PermuteTwoSrc,    MVT::v2f64,  1 }, // vpermt2pd
866     { TTI::SK_PermuteTwoSrc,    MVT::v4f32,  1 }, // vpermt2ps
867     { TTI::SK_PermuteTwoSrc,    MVT::v2i64,  1 }, // vpermt2q
868     { TTI::SK_PermuteTwoSrc,    MVT::v4i32,  1 }  // vpermt2d
869   };
870
871   if (ST->hasAVX512())
872     if (const auto *Entry = CostTableLookup(AVX512ShuffleTbl, Kind, LT.second))
873       return LT.first * Entry->Cost;
874
875   static const CostTblEntry AVX2ShuffleTbl[] = {
876     { TTI::SK_Broadcast, MVT::v4f64,  1 }, // vbroadcastpd
877     { TTI::SK_Broadcast, MVT::v8f32,  1 }, // vbroadcastps
878     { TTI::SK_Broadcast, MVT::v4i64,  1 }, // vpbroadcastq
879     { TTI::SK_Broadcast, MVT::v8i32,  1 }, // vpbroadcastd
880     { TTI::SK_Broadcast, MVT::v16i16, 1 }, // vpbroadcastw
881     { TTI::SK_Broadcast, MVT::v32i8,  1 }, // vpbroadcastb
882
883     { TTI::SK_Reverse,   MVT::v4f64,  1 }, // vpermpd
884     { TTI::SK_Reverse,   MVT::v8f32,  1 }, // vpermps
885     { TTI::SK_Reverse,   MVT::v4i64,  1 }, // vpermq
886     { TTI::SK_Reverse,   MVT::v8i32,  1 }, // vpermd
887     { TTI::SK_Reverse,   MVT::v16i16, 2 }, // vperm2i128 + pshufb
888     { TTI::SK_Reverse,   MVT::v32i8,  2 }, // vperm2i128 + pshufb
889
890     { TTI::SK_Alternate, MVT::v16i16, 1 }, // vpblendw
891     { TTI::SK_Alternate, MVT::v32i8,  1 }, // vpblendvb
892
893     { TTI::SK_PermuteSingleSrc, MVT::v4f64,  1 }, // vpermpd
894     { TTI::SK_PermuteSingleSrc, MVT::v8f32,  1 }, // vpermps
895     { TTI::SK_PermuteSingleSrc, MVT::v4i64,  1 }, // vpermq
896     { TTI::SK_PermuteSingleSrc, MVT::v8i32,  1 }, // vpermd
897     { TTI::SK_PermuteSingleSrc, MVT::v16i16, 4 }, // vperm2i128 + 2*vpshufb
898                                                   // + vpblendvb
899     { TTI::SK_PermuteSingleSrc, MVT::v32i8,  4 }, // vperm2i128 + 2*vpshufb
900                                                   // + vpblendvb
901
902     { TTI::SK_PermuteTwoSrc,    MVT::v4f64,  3 }, // 2*vpermpd + vblendpd
903     { TTI::SK_PermuteTwoSrc,    MVT::v8f32,  3 }, // 2*vpermps + vblendps
904     { TTI::SK_PermuteTwoSrc,    MVT::v4i64,  3 }, // 2*vpermq + vpblendd
905     { TTI::SK_PermuteTwoSrc,    MVT::v8i32,  3 }, // 2*vpermd + vpblendd
906     { TTI::SK_PermuteTwoSrc,    MVT::v16i16, 7 }, // 2*vperm2i128 + 4*vpshufb
907                                                   // + vpblendvb
908     { TTI::SK_PermuteTwoSrc,    MVT::v32i8,  7 }, // 2*vperm2i128 + 4*vpshufb
909                                                   // + vpblendvb
910   };
911
912   if (ST->hasAVX2())
913     if (const auto *Entry = CostTableLookup(AVX2ShuffleTbl, Kind, LT.second))
914       return LT.first * Entry->Cost;
915
916   static const CostTblEntry XOPShuffleTbl[] = {
917     { TTI::SK_PermuteSingleSrc, MVT::v4f64,   2 }, // vperm2f128 + vpermil2pd
918     { TTI::SK_PermuteSingleSrc, MVT::v8f32,   2 }, // vperm2f128 + vpermil2ps
919     { TTI::SK_PermuteSingleSrc, MVT::v4i64,   2 }, // vperm2f128 + vpermil2pd
920     { TTI::SK_PermuteSingleSrc, MVT::v8i32,   2 }, // vperm2f128 + vpermil2ps
921     { TTI::SK_PermuteSingleSrc, MVT::v16i16,  4 }, // vextractf128 + 2*vpperm
922                                                    // + vinsertf128
923     { TTI::SK_PermuteSingleSrc, MVT::v32i8,   4 }, // vextractf128 + 2*vpperm
924                                                    // + vinsertf128
925
926     { TTI::SK_PermuteTwoSrc,    MVT::v16i16,  9 }, // 2*vextractf128 + 6*vpperm
927                                                    // + vinsertf128
928     { TTI::SK_PermuteTwoSrc,    MVT::v8i16,   1 }, // vpperm
929     { TTI::SK_PermuteTwoSrc,    MVT::v32i8,   9 }, // 2*vextractf128 + 6*vpperm
930                                                    // + vinsertf128
931     { TTI::SK_PermuteTwoSrc,    MVT::v16i8,   1 }, // vpperm
932   };
933
934   if (ST->hasXOP())
935     if (const auto *Entry = CostTableLookup(XOPShuffleTbl, Kind, LT.second))
936       return LT.first * Entry->Cost;
937
938   static const CostTblEntry AVX1ShuffleTbl[] = {
939     { TTI::SK_Broadcast, MVT::v4f64,  2 }, // vperm2f128 + vpermilpd
940     { TTI::SK_Broadcast, MVT::v8f32,  2 }, // vperm2f128 + vpermilps
941     { TTI::SK_Broadcast, MVT::v4i64,  2 }, // vperm2f128 + vpermilpd
942     { TTI::SK_Broadcast, MVT::v8i32,  2 }, // vperm2f128 + vpermilps
943     { TTI::SK_Broadcast, MVT::v16i16, 3 }, // vpshuflw + vpshufd + vinsertf128
944     { TTI::SK_Broadcast, MVT::v32i8,  2 }, // vpshufb + vinsertf128
945
946     { TTI::SK_Reverse,   MVT::v4f64,  2 }, // vperm2f128 + vpermilpd
947     { TTI::SK_Reverse,   MVT::v8f32,  2 }, // vperm2f128 + vpermilps
948     { TTI::SK_Reverse,   MVT::v4i64,  2 }, // vperm2f128 + vpermilpd
949     { TTI::SK_Reverse,   MVT::v8i32,  2 }, // vperm2f128 + vpermilps
950     { TTI::SK_Reverse,   MVT::v16i16, 4 }, // vextractf128 + 2*pshufb
951                                            // + vinsertf128
952     { TTI::SK_Reverse,   MVT::v32i8,  4 }, // vextractf128 + 2*pshufb
953                                            // + vinsertf128
954
955     { TTI::SK_Alternate, MVT::v4i64,  1 }, // vblendpd
956     { TTI::SK_Alternate, MVT::v4f64,  1 }, // vblendpd
957     { TTI::SK_Alternate, MVT::v8i32,  1 }, // vblendps
958     { TTI::SK_Alternate, MVT::v8f32,  1 }, // vblendps
959     { TTI::SK_Alternate, MVT::v16i16, 3 }, // vpand + vpandn + vpor
960     { TTI::SK_Alternate, MVT::v32i8,  3 }, // vpand + vpandn + vpor
961
962     { TTI::SK_PermuteSingleSrc, MVT::v4f64,  3 }, // 2*vperm2f128 + vshufpd
963     { TTI::SK_PermuteSingleSrc, MVT::v4i64,  3 }, // 2*vperm2f128 + vshufpd
964     { TTI::SK_PermuteSingleSrc, MVT::v8f32,  4 }, // 2*vperm2f128 + 2*vshufps
965     { TTI::SK_PermuteSingleSrc, MVT::v8i32,  4 }, // 2*vperm2f128 + 2*vshufps
966     { TTI::SK_PermuteSingleSrc, MVT::v16i16, 8 }, // vextractf128 + 4*pshufb
967                                                   // + 2*por + vinsertf128
968     { TTI::SK_PermuteSingleSrc, MVT::v32i8,  8 }, // vextractf128 + 4*pshufb
969                                                   // + 2*por + vinsertf128
970
971     { TTI::SK_PermuteTwoSrc,    MVT::v4f64,   4 }, // 2*vperm2f128 + 2*vshufpd
972     { TTI::SK_PermuteTwoSrc,    MVT::v8f32,   4 }, // 2*vperm2f128 + 2*vshufps
973     { TTI::SK_PermuteTwoSrc,    MVT::v4i64,   4 }, // 2*vperm2f128 + 2*vshufpd
974     { TTI::SK_PermuteTwoSrc,    MVT::v8i32,   4 }, // 2*vperm2f128 + 2*vshufps
975     { TTI::SK_PermuteTwoSrc,    MVT::v16i16, 15 }, // 2*vextractf128 + 8*pshufb
976                                                    // + 4*por + vinsertf128
977     { TTI::SK_PermuteTwoSrc,    MVT::v32i8,  15 }, // 2*vextractf128 + 8*pshufb
978                                                    // + 4*por + vinsertf128
979   };
980
981   if (ST->hasAVX())
982     if (const auto *Entry = CostTableLookup(AVX1ShuffleTbl, Kind, LT.second))
983       return LT.first * Entry->Cost;
984
985   static const CostTblEntry SSE41ShuffleTbl[] = {
986     { TTI::SK_Alternate, MVT::v2i64,  1 }, // pblendw
987     { TTI::SK_Alternate, MVT::v2f64,  1 }, // movsd
988     { TTI::SK_Alternate, MVT::v4i32,  1 }, // pblendw
989     { TTI::SK_Alternate, MVT::v4f32,  1 }, // blendps
990     { TTI::SK_Alternate, MVT::v8i16,  1 }, // pblendw
991     { TTI::SK_Alternate, MVT::v16i8,  1 }  // pblendvb
992   };
993
994   if (ST->hasSSE41())
995     if (const auto *Entry = CostTableLookup(SSE41ShuffleTbl, Kind, LT.second))
996       return LT.first * Entry->Cost;
997
998   static const CostTblEntry SSSE3ShuffleTbl[] = {
999     { TTI::SK_Broadcast, MVT::v8i16,  1 }, // pshufb
1000     { TTI::SK_Broadcast, MVT::v16i8,  1 }, // pshufb
1001
1002     { TTI::SK_Reverse,   MVT::v8i16,  1 }, // pshufb
1003     { TTI::SK_Reverse,   MVT::v16i8,  1 }, // pshufb
1004
1005     { TTI::SK_Alternate, MVT::v8i16,  3 }, // 2*pshufb + por
1006     { TTI::SK_Alternate, MVT::v16i8,  3 }, // 2*pshufb + por
1007
1008     { TTI::SK_PermuteSingleSrc, MVT::v8i16, 1 }, // pshufb
1009     { TTI::SK_PermuteSingleSrc, MVT::v16i8, 1 }, // pshufb
1010
1011     { TTI::SK_PermuteTwoSrc,    MVT::v8i16, 3 }, // 2*pshufb + por
1012     { TTI::SK_PermuteTwoSrc,    MVT::v16i8, 3 }, // 2*pshufb + por
1013   };
1014
1015   if (ST->hasSSSE3())
1016     if (const auto *Entry = CostTableLookup(SSSE3ShuffleTbl, Kind, LT.second))
1017       return LT.first * Entry->Cost;
1018
1019   static const CostTblEntry SSE2ShuffleTbl[] = {
1020     { TTI::SK_Broadcast, MVT::v2f64,  1 }, // shufpd
1021     { TTI::SK_Broadcast, MVT::v2i64,  1 }, // pshufd
1022     { TTI::SK_Broadcast, MVT::v4i32,  1 }, // pshufd
1023     { TTI::SK_Broadcast, MVT::v8i16,  2 }, // pshuflw + pshufd
1024     { TTI::SK_Broadcast, MVT::v16i8,  3 }, // unpck + pshuflw + pshufd
1025
1026     { TTI::SK_Reverse,   MVT::v2f64,  1 }, // shufpd
1027     { TTI::SK_Reverse,   MVT::v2i64,  1 }, // pshufd
1028     { TTI::SK_Reverse,   MVT::v4i32,  1 }, // pshufd
1029     { TTI::SK_Reverse,   MVT::v8i16,  3 }, // pshuflw + pshufhw + pshufd
1030     { TTI::SK_Reverse,   MVT::v16i8,  9 }, // 2*pshuflw + 2*pshufhw
1031                                            // + 2*pshufd + 2*unpck + packus
1032
1033     { TTI::SK_Alternate, MVT::v2i64,  1 }, // movsd
1034     { TTI::SK_Alternate, MVT::v2f64,  1 }, // movsd
1035     { TTI::SK_Alternate, MVT::v4i32,  2 }, // 2*shufps
1036     { TTI::SK_Alternate, MVT::v8i16,  3 }, // pand + pandn + por
1037     { TTI::SK_Alternate, MVT::v16i8,  3 }, // pand + pandn + por
1038
1039     { TTI::SK_PermuteSingleSrc, MVT::v2f64,  1 }, // shufpd
1040     { TTI::SK_PermuteSingleSrc, MVT::v2i64,  1 }, // pshufd
1041     { TTI::SK_PermuteSingleSrc, MVT::v4i32,  1 }, // pshufd
1042     { TTI::SK_PermuteSingleSrc, MVT::v8i16,  5 }, // 2*pshuflw + 2*pshufhw
1043                                                   // + pshufd/unpck
1044     { TTI::SK_PermuteSingleSrc, MVT::v16i8, 10 }, // 2*pshuflw + 2*pshufhw
1045                                                   // + 2*pshufd + 2*unpck + 2*packus
1046
1047     { TTI::SK_PermuteTwoSrc,    MVT::v2f64,  1 }, // shufpd
1048     { TTI::SK_PermuteTwoSrc,    MVT::v2i64,  1 }, // shufpd
1049     { TTI::SK_PermuteTwoSrc,    MVT::v4i32,  2 }, // 2*{unpck,movsd,pshufd}
1050     { TTI::SK_PermuteTwoSrc,    MVT::v8i16,  8 }, // blend+permute
1051     { TTI::SK_PermuteTwoSrc,    MVT::v16i8, 13 }, // blend+permute
1052   };
1053
1054   if (ST->hasSSE2())
1055     if (const auto *Entry = CostTableLookup(SSE2ShuffleTbl, Kind, LT.second))
1056       return LT.first * Entry->Cost;
1057
1058   static const CostTblEntry SSE1ShuffleTbl[] = {
1059     { TTI::SK_Broadcast,        MVT::v4f32, 1 }, // shufps
1060     { TTI::SK_Reverse,          MVT::v4f32, 1 }, // shufps
1061     { TTI::SK_Alternate,        MVT::v4f32, 2 }, // 2*shufps
1062     { TTI::SK_PermuteSingleSrc, MVT::v4f32, 1 }, // shufps
1063     { TTI::SK_PermuteTwoSrc,    MVT::v4f32, 2 }, // 2*shufps
1064   };
1065
1066   if (ST->hasSSE1())
1067     if (const auto *Entry = CostTableLookup(SSE1ShuffleTbl, Kind, LT.second))
1068       return LT.first * Entry->Cost;
1069
1070   return BaseT::getShuffleCost(Kind, Tp, Index, SubTp);
1071 }
1072
1073 int X86TTIImpl::getCastInstrCost(unsigned Opcode, Type *Dst, Type *Src,
1074                                  const Instruction *I) {
1075   int ISD = TLI->InstructionOpcodeToISD(Opcode);
1076   assert(ISD && "Invalid opcode");
1077
1078   // FIXME: Need a better design of the cost table to handle non-simple types of
1079   // potential massive combinations (elem_num x src_type x dst_type).
1080
1081   static const TypeConversionCostTblEntry AVX512DQConversionTbl[] = {
1082     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v2f32,  MVT::v2i64,  1 },
1083     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v2f64,  MVT::v2i64,  1 },
1084     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v4f32,  MVT::v4i64,  1 },
1085     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v4f64,  MVT::v4i64,  1 },
1086     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v8f32,  MVT::v8i64,  1 },
1087     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v8f64,  MVT::v8i64,  1 },
1088
1089     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v2f32,  MVT::v2i64,  1 },
1090     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v2f64,  MVT::v2i64,  1 },
1091     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v4f32,  MVT::v4i64,  1 },
1092     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v4f64,  MVT::v4i64,  1 },
1093     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v8f32,  MVT::v8i64,  1 },
1094     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v8f64,  MVT::v8i64,  1 },
1095
1096     { ISD::FP_TO_SINT,  MVT::v2i64,  MVT::v2f32,  1 },
1097     { ISD::FP_TO_SINT,  MVT::v4i64,  MVT::v4f32,  1 },
1098     { ISD::FP_TO_SINT,  MVT::v8i64,  MVT::v8f32,  1 },
1099     { ISD::FP_TO_SINT,  MVT::v2i64,  MVT::v2f64,  1 },
1100     { ISD::FP_TO_SINT,  MVT::v4i64,  MVT::v4f64,  1 },
1101     { ISD::FP_TO_SINT,  MVT::v8i64,  MVT::v8f64,  1 },
1102
1103     { ISD::FP_TO_UINT,  MVT::v2i64,  MVT::v2f32,  1 },
1104     { ISD::FP_TO_UINT,  MVT::v4i64,  MVT::v4f32,  1 },
1105     { ISD::FP_TO_UINT,  MVT::v8i64,  MVT::v8f32,  1 },
1106     { ISD::FP_TO_UINT,  MVT::v2i64,  MVT::v2f64,  1 },
1107     { ISD::FP_TO_UINT,  MVT::v4i64,  MVT::v4f64,  1 },
1108     { ISD::FP_TO_UINT,  MVT::v8i64,  MVT::v8f64,  1 },
1109   };
1110
1111   // TODO: For AVX512DQ + AVX512VL, we also have cheap casts for 128-bit and
1112   // 256-bit wide vectors.
1113
1114   static const TypeConversionCostTblEntry AVX512FConversionTbl[] = {
1115     { ISD::FP_EXTEND, MVT::v8f64,   MVT::v8f32,  1 },
1116     { ISD::FP_EXTEND, MVT::v8f64,   MVT::v16f32, 3 },
1117     { ISD::FP_ROUND,  MVT::v8f32,   MVT::v8f64,  1 },
1118
1119     { ISD::TRUNCATE,  MVT::v16i8,   MVT::v16i32, 1 },
1120     { ISD::TRUNCATE,  MVT::v16i16,  MVT::v16i32, 1 },
1121     { ISD::TRUNCATE,  MVT::v8i16,   MVT::v8i64,  1 },
1122     { ISD::TRUNCATE,  MVT::v8i32,   MVT::v8i64,  1 },
1123
1124     // v16i1 -> v16i32 - load + broadcast
1125     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v16i32, MVT::v16i1,  2 },
1126     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v16i32, MVT::v16i1,  2 },
1127     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v16i32, MVT::v16i8,  1 },
1128     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v16i32, MVT::v16i8,  1 },
1129     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v16i32, MVT::v16i16, 1 },
1130     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v16i32, MVT::v16i16, 1 },
1131     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v8i64,  MVT::v8i16,  1 },
1132     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v8i64,  MVT::v8i16,  1 },
1133     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v8i64,  MVT::v8i32,  1 },
1134     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v8i64,  MVT::v8i32,  1 },
1135
1136     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v8f64,  MVT::v8i1,   4 },
1137     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v16f32, MVT::v16i1,  3 },
1138     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v8f64,  MVT::v8i8,   2 },
1139     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v16f32, MVT::v16i8,  2 },
1140     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v8f64,  MVT::v8i16,  2 },
1141     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v16f32, MVT::v16i16, 2 },
1142     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v16f32, MVT::v16i32, 1 },
1143     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v8f64,  MVT::v8i32,  1 },
1144     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v8f32,  MVT::v8i64, 26 },
1145     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v8f64,  MVT::v8i64, 26 },
1146
1147     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v8f64,  MVT::v8i1,   4 },
1148     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v16f32, MVT::v16i1,  3 },
1149     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v2f64,  MVT::v2i8,   2 },
1150     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v4f64,  MVT::v4i8,   2 },
1151     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v8f32,  MVT::v8i8,   2 },
1152     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v8f64,  MVT::v8i8,   2 },
1153     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v16f32, MVT::v16i8,  2 },
1154     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v2f64,  MVT::v2i16,  5 },
1155     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v4f64,  MVT::v4i16,  2 },
1156     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v8f32,  MVT::v8i16,  2 },
1157     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v8f64,  MVT::v8i16,  2 },
1158     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v16f32, MVT::v16i16, 2 },
1159     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v2f32,  MVT::v2i32,  2 },
1160     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v2f64,  MVT::v2i32,  1 },
1161     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v4f32,  MVT::v4i32,  1 },
1162     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v4f64,  MVT::v4i32,  1 },
1163     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v8f32,  MVT::v8i32,  1 },
1164     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v8f64,  MVT::v8i32,  1 },
1165     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v16f32, MVT::v16i32, 1 },
1166     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v2f32,  MVT::v2i64,  5 },
1167     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v2f64,  MVT::v2i64,  5 },
1168     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v4f64,  MVT::v4i64, 12 },
1169     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v8f64,  MVT::v8i64, 26 },
1170
1171     { ISD::FP_TO_UINT,  MVT::v2i32,  MVT::v2f32,  1 },
1172     { ISD::FP_TO_UINT,  MVT::v4i32,  MVT::v4f32,  1 },
1173     { ISD::FP_TO_UINT,  MVT::v8i32,  MVT::v8f32,  1 },
1174     { ISD::FP_TO_UINT,  MVT::v8i16,  MVT::v8f64,  2 },
1175     { ISD::FP_TO_UINT,  MVT::v8i8,   MVT::v8f64,  2 },
1176     { ISD::FP_TO_UINT,  MVT::v16i32, MVT::v16f32, 1 },
1177     { ISD::FP_TO_UINT,  MVT::v16i16, MVT::v16f32, 2 },
1178     { ISD::FP_TO_UINT,  MVT::v16i8,  MVT::v16f32, 2 },
1179   };
1180
1181   static const TypeConversionCostTblEntry AVX2ConversionTbl[] = {
1182     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v4i64,  MVT::v4i1,   3 },
1183     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v4i64,  MVT::v4i1,   3 },
1184     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v8i32,  MVT::v8i1,   3 },
1185     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v8i32,  MVT::v8i1,   3 },
1186     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v4i64,  MVT::v4i8,   3 },
1187     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v4i64,  MVT::v4i8,   3 },
1188     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v8i32,  MVT::v8i8,   3 },
1189     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v8i32,  MVT::v8i8,   3 },
1190     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v16i16, MVT::v16i8,  1 },
1191     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v16i16, MVT::v16i8,  1 },
1192     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v4i64,  MVT::v4i16,  3 },
1193     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v4i64,  MVT::v4i16,  3 },
1194     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v8i32,  MVT::v8i16,  1 },
1195     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v8i32,  MVT::v8i16,  1 },
1196     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v4i64,  MVT::v4i32,  1 },
1197     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v4i64,  MVT::v4i32,  1 },
1198
1199     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v4i8,   MVT::v4i64,  2 },
1200     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v4i16,  MVT::v4i64,  2 },
1201     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v4i32,  MVT::v4i64,  2 },
1202     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v8i8,   MVT::v8i32,  2 },
1203     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v8i16,  MVT::v8i32,  2 },
1204     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v8i32,  MVT::v8i64,  4 },
1205
1206     { ISD::FP_EXTEND,   MVT::v8f64,  MVT::v8f32,  3 },
1207     { ISD::FP_ROUND,    MVT::v8f32,  MVT::v8f64,  3 },
1208
1209     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v8f32,  MVT::v8i32,  8 },
1210   };
1211
1212   static const TypeConversionCostTblEntry AVXConversionTbl[] = {
1213     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v4i64,  MVT::v4i1,  6 },
1214     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v4i64,  MVT::v4i1,  4 },
1215     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v8i32,  MVT::v8i1,  7 },
1216     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v8i32,  MVT::v8i1,  4 },
1217     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v4i64,  MVT::v4i8,  6 },
1218     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v4i64,  MVT::v4i8,  4 },
1219     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v8i32,  MVT::v8i8,  7 },
1220     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v8i32,  MVT::v8i8,  4 },
1221     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v16i16, MVT::v16i8, 4 },
1222     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v16i16, MVT::v16i8, 4 },
1223     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v4i64,  MVT::v4i16, 6 },
1224     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v4i64,  MVT::v4i16, 3 },
1225     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v8i32,  MVT::v8i16, 4 },
1226     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v8i32,  MVT::v8i16, 4 },
1227     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v4i64,  MVT::v4i32, 4 },
1228     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v4i64,  MVT::v4i32, 4 },
1229
1230     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v16i8, MVT::v16i16, 4 },
1231     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v8i8,  MVT::v8i32,  4 },
1232     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v8i16, MVT::v8i32,  5 },
1233     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v4i8,  MVT::v4i64,  4 },
1234     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v4i16, MVT::v4i64,  4 },
1235     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v4i32, MVT::v4i64,  4 },
1236     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v8i32, MVT::v8i64,  9 },
1237
1238     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v4f32, MVT::v4i1,  3 },
1239     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v4f64, MVT::v4i1,  3 },
1240     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v8f32, MVT::v8i1,  8 },
1241     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v4f32, MVT::v4i8,  3 },
1242     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v4f64, MVT::v4i8,  3 },
1243     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v8f32, MVT::v8i8,  8 },
1244     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v4f32, MVT::v4i16, 3 },
1245     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v4f64, MVT::v4i16, 3 },
1246     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v8f32, MVT::v8i16, 5 },
1247     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v4f32, MVT::v4i32, 1 },
1248     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v4f64, MVT::v4i32, 1 },
1249     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v8f32, MVT::v8i32, 1 },
1250
1251     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v4f32, MVT::v4i1,  7 },
1252     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v4f64, MVT::v4i1,  7 },
1253     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v8f32, MVT::v8i1,  6 },
1254     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v4f32, MVT::v4i8,  2 },
1255     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v4f64, MVT::v4i8,  2 },
1256     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v8f32, MVT::v8i8,  5 },
1257     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v4f32, MVT::v4i16, 2 },
1258     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v4f64, MVT::v4i16, 2 },
1259     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v8f32, MVT::v8i16, 5 },
1260     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v2f64, MVT::v2i32, 6 },
1261     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v4f32, MVT::v4i32, 6 },
1262     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v4f64, MVT::v4i32, 6 },
1263     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v8f32, MVT::v8i32, 9 },
1264     // The generic code to compute the scalar overhead is currently broken.
1265     // Workaround this limitation by estimating the scalarization overhead
1266     // here. We have roughly 10 instructions per scalar element.
1267     // Multiply that by the vector width.
1268     // FIXME: remove that when PR19268 is fixed.
1269     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v2f64, MVT::v2i64, 10 },
1270     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v4f64, MVT::v4i64, 20 },
1271     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v4f64, MVT::v4i64, 13 },
1272     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v4f64, MVT::v4i64, 13 },
1273
1274     { ISD::FP_TO_SINT,  MVT::v4i8,  MVT::v4f32, 1 },
1275     { ISD::FP_TO_SINT,  MVT::v8i8,  MVT::v8f32, 7 },
1276     // This node is expanded into scalarized operations but BasicTTI is overly
1277     // optimistic estimating its cost.  It computes 3 per element (one
1278     // vector-extract, one scalar conversion and one vector-insert).  The
1279     // problem is that the inserts form a read-modify-write chain so latency
1280     // should be factored in too.  Inflating the cost per element by 1.
1281     { ISD::FP_TO_UINT,  MVT::v8i32, MVT::v8f32, 8*4 },
1282     { ISD::FP_TO_UINT,  MVT::v4i32, MVT::v4f64, 4*4 },
1283
1284     { ISD::FP_EXTEND,   MVT::v4f64,  MVT::v4f32,  1 },
1285     { ISD::FP_ROUND,    MVT::v4f32,  MVT::v4f64,  1 },
1286   };
1287
1288   static const TypeConversionCostTblEntry SSE41ConversionTbl[] = {
1289     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v4i64, MVT::v4i8,    2 },
1290     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v4i64, MVT::v4i8,    2 },
1291     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v4i64, MVT::v4i16,   2 },
1292     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v4i64, MVT::v4i16,   2 },
1293     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v4i64, MVT::v4i32,   2 },
1294     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v4i64, MVT::v4i32,   2 },
1295
1296     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v4i16,  MVT::v4i8,   1 },
1297     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v4i16,  MVT::v4i8,   2 },
1298     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v4i32,  MVT::v4i8,   1 },
1299     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v4i32,  MVT::v4i8,   1 },
1300     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v8i16,  MVT::v8i8,   1 },
1301     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v8i16,  MVT::v8i8,   1 },
1302     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v8i32,  MVT::v8i8,   2 },
1303     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v8i32,  MVT::v8i8,   2 },
1304     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v16i16, MVT::v16i8,  2 },
1305     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v16i16, MVT::v16i8,  2 },
1306     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v16i32, MVT::v16i8,  4 },
1307     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v16i32, MVT::v16i8,  4 },
1308     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v4i32,  MVT::v4i16,  1 },
1309     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v4i32,  MVT::v4i16,  1 },
1310     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v8i32,  MVT::v8i16,  2 },
1311     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v8i32,  MVT::v8i16,  2 },
1312     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v16i32, MVT::v16i16, 4 },
1313     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v16i32, MVT::v16i16, 4 },
1314
1315     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v4i8,   MVT::v4i16,  2 },
1316     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v8i8,   MVT::v8i16,  1 },
1317     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v4i8,   MVT::v4i32,  1 },
1318     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v4i16,  MVT::v4i32,  1 },
1319     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v8i8,   MVT::v8i32,  3 },
1320     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v8i16,  MVT::v8i32,  3 },
1321     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v16i16, MVT::v16i32, 6 },
1322
1323   };
1324
1325   static const TypeConversionCostTblEntry SSE2ConversionTbl[] = {
1326     // These are somewhat magic numbers justified by looking at the output of
1327     // Intel's IACA, running some kernels and making sure when we take
1328     // legalization into account the throughput will be overestimated.
1329     { ISD::SINT_TO_FP, MVT::v4f32, MVT::v16i8, 8 },
1330     { ISD::SINT_TO_FP, MVT::v2f64, MVT::v16i8, 16*10 },
1331     { ISD::SINT_TO_FP, MVT::v4f32, MVT::v8i16, 15 },
1332     { ISD::SINT_TO_FP, MVT::v2f64, MVT::v8i16, 8*10 },
1333     { ISD::SINT_TO_FP, MVT::v4f32, MVT::v4i32, 5 },
1334     { ISD::SINT_TO_FP, MVT::v2f64, MVT::v4i32, 4*10 },
1335     { ISD::SINT_TO_FP, MVT::v4f32, MVT::v2i64, 15 },
1336     { ISD::SINT_TO_FP, MVT::v2f64, MVT::v2i64, 2*10 },
1337
1338     { ISD::UINT_TO_FP, MVT::v2f64, MVT::v16i8, 16*10 },
1339     { ISD::UINT_TO_FP, MVT::v4f32, MVT::v16i8, 8 },
1340     { ISD::UINT_TO_FP, MVT::v4f32, MVT::v8i16, 15 },
1341     { ISD::UINT_TO_FP, MVT::v2f64, MVT::v8i16, 8*10 },
1342     { ISD::UINT_TO_FP, MVT::v2f64, MVT::v4i32, 4*10 },
1343     { ISD::UINT_TO_FP, MVT::v4f32, MVT::v4i32, 8 },
1344     { ISD::UINT_TO_FP, MVT::v2f64, MVT::v2i64, 2*10 },
1345     { ISD::UINT_TO_FP, MVT::v4f32, MVT::v2i64, 15 },
1346
1347     { ISD::FP_TO_SINT,  MVT::v2i32,  MVT::v2f64,  3 },
1348
1349     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v4i16,  MVT::v4i8,   1 },
1350     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v4i16,  MVT::v4i8,   6 },
1351     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v4i32,  MVT::v4i8,   2 },
1352     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v4i32,  MVT::v4i8,   3 },
1353     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v4i64,  MVT::v4i8,   4 },
1354     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v4i64,  MVT::v4i8,   8 },
1355     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v8i16,  MVT::v8i8,   1 },
1356     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v8i16,  MVT::v8i8,   2 },
1357     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v8i32,  MVT::v8i8,   6 },
1358     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v8i32,  MVT::v8i8,   6 },
1359     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v16i16, MVT::v16i8,  3 },
1360     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v16i16, MVT::v16i8,  4 },
1361     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v16i32, MVT::v16i8,  9 },
1362     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v16i32, MVT::v16i8,  12 },
1363     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v4i32,  MVT::v4i16,  1 },
1364     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v4i32,  MVT::v4i16,  2 },
1365     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v4i64,  MVT::v4i16,  3 },
1366     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v4i64,  MVT::v4i16,  10 },
1367     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v8i32,  MVT::v8i16,  3 },
1368     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v8i32,  MVT::v8i16,  4 },
1369     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v16i32, MVT::v16i16, 6 },
1370     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v16i32, MVT::v16i16, 8 },
1371     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v4i64,  MVT::v4i32,  3 },
1372     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v4i64,  MVT::v4i32,  5 },
1373
1374     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v4i8,   MVT::v4i16,  4 },
1375     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v8i8,   MVT::v8i16,  2 },
1376     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v16i8,  MVT::v16i16, 3 },
1377     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v4i8,   MVT::v4i32,  3 },
1378     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v4i16,  MVT::v4i32,  3 },
1379     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v8i8,   MVT::v8i32,  4 },
1380     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v16i8,  MVT::v16i32, 7 },
1381     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v8i16,  MVT::v8i32,  5 },
1382     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v16i16, MVT::v16i32, 10 },
1383   };
1384
1385   std::pair<int, MVT> LTSrc = TLI->getTypeLegalizationCost(DL, Src);
1386   std::pair<int, MVT> LTDest = TLI->getTypeLegalizationCost(DL, Dst);
1387
1388   if (ST->hasSSE2() && !ST->hasAVX()) {
1389     if (const auto *Entry = ConvertCostTableLookup(SSE2ConversionTbl, ISD,
1390                                                    LTDest.second, LTSrc.second))
1391       return LTSrc.first * Entry->Cost;
1392   }
1393
1394   EVT SrcTy = TLI->getValueType(DL, Src);
1395   EVT DstTy = TLI->getValueType(DL, Dst);
1396
1397   // The function getSimpleVT only handles simple value types.
1398   if (!SrcTy.isSimple() || !DstTy.isSimple())
1399     return BaseT::getCastInstrCost(Opcode, Dst, Src);
1400
1401   if (ST->hasDQI())
1402     if (const auto *Entry = ConvertCostTableLookup(AVX512DQConversionTbl, ISD,
1403                                                    DstTy.getSimpleVT(),
1404                                                    SrcTy.getSimpleVT()))
1405       return Entry->Cost;
1406
1407   if (ST->hasAVX512())
1408     if (const auto *Entry = ConvertCostTableLookup(AVX512FConversionTbl, ISD,
1409                                                    DstTy.getSimpleVT(),
1410                                                    SrcTy.getSimpleVT()))
1411       return Entry->Cost;
1412
1413   if (ST->hasAVX2()) {
1414     if (const auto *Entry = ConvertCostTableLookup(AVX2ConversionTbl, ISD,
1415                                                    DstTy.getSimpleVT(),
1416                                                    SrcTy.getSimpleVT()))
1417       return Entry->Cost;
1418   }
1419
1420   if (ST->hasAVX()) {
1421     if (const auto *Entry = ConvertCostTableLookup(AVXConversionTbl, ISD,
1422                                                    DstTy.getSimpleVT(),
1423                                                    SrcTy.getSimpleVT()))
1424       return Entry->Cost;
1425   }
1426
1427   if (ST->hasSSE41()) {
1428     if (const auto *Entry = ConvertCostTableLookup(SSE41ConversionTbl, ISD,
1429                                                    DstTy.getSimpleVT(),
1430                                                    SrcTy.getSimpleVT()))
1431       return Entry->Cost;
1432   }
1433
1434   if (ST->hasSSE2()) {
1435     if (const auto *Entry = ConvertCostTableLookup(SSE2ConversionTbl, ISD,
1436                                                    DstTy.getSimpleVT(),
1437                                                    SrcTy.getSimpleVT()))
1438       return Entry->Cost;
1439   }
1440
1441   return BaseT::getCastInstrCost(Opcode, Dst, Src, I);
1442 }
1443
1444 int X86TTIImpl::getCmpSelInstrCost(unsigned Opcode, Type *ValTy, Type *CondTy,
1445                                    const Instruction *I) {
1446   // Legalize the type.
1447   std::pair<int, MVT> LT = TLI->getTypeLegalizationCost(DL, ValTy);
1448
1449   MVT MTy = LT.second;
1450
1451   int ISD = TLI->InstructionOpcodeToISD(Opcode);
1452   assert(ISD && "Invalid opcode");
1453
1454   static const CostTblEntry SSE2CostTbl[] = {
1455     { ISD::SETCC,   MVT::v2i64,   8 },
1456     { ISD::SETCC,   MVT::v4i32,   1 },
1457     { ISD::SETCC,   MVT::v8i16,   1 },
1458     { ISD::SETCC,   MVT::v16i8,   1 },
1459   };
1460
1461   static const CostTblEntry SSE42CostTbl[] = {
1462     { ISD::SETCC,   MVT::v2f64,   1 },
1463     { ISD::SETCC,   MVT::v4f32,   1 },
1464     { ISD::SETCC,   MVT::v2i64,   1 },
1465   };
1466
1467   static const CostTblEntry AVX1CostTbl[] = {
1468     { ISD::SETCC,   MVT::v4f64,   1 },
1469     { ISD::SETCC,   MVT::v8f32,   1 },
1470     // AVX1 does not support 8-wide integer compare.
1471     { ISD::SETCC,   MVT::v4i64,   4 },
1472     { ISD::SETCC,   MVT::v8i32,   4 },
1473     { ISD::SETCC,   MVT::v16i16,  4 },
1474     { ISD::SETCC,   MVT::v32i8,   4 },
1475   };
1476
1477   static const CostTblEntry AVX2CostTbl[] = {
1478     { ISD::SETCC,   MVT::v4i64,   1 },
1479     { ISD::SETCC,   MVT::v8i32,   1 },
1480     { ISD::SETCC,   MVT::v16i16,  1 },
1481     { ISD::SETCC,   MVT::v32i8,   1 },
1482   };
1483
1484   static const CostTblEntry AVX512CostTbl[] = {
1485     { ISD::SETCC,   MVT::v8i64,   1 },
1486     { ISD::SETCC,   MVT::v16i32,  1 },
1487     { ISD::SETCC,   MVT::v8f64,   1 },
1488     { ISD::SETCC,   MVT::v16f32,  1 },
1489   };
1490
1491   if (ST->hasAVX512())
1492     if (const auto *Entry = CostTableLookup(AVX512CostTbl, ISD, MTy))
1493       return LT.first * Entry->Cost;
1494
1495   if (ST->hasAVX2())
1496     if (const auto *Entry = CostTableLookup(AVX2CostTbl, ISD, MTy))
1497       return LT.first * Entry->Cost;
1498
1499   if (ST->hasAVX())
1500     if (const auto *Entry = CostTableLookup(AVX1CostTbl, ISD, MTy))
1501       return LT.first * Entry->Cost;
1502
1503   if (ST->hasSSE42())
1504     if (const auto *Entry = CostTableLookup(SSE42CostTbl, ISD, MTy))
1505       return LT.first * Entry->Cost;
1506
1507   if (ST->hasSSE2())
1508     if (const auto *Entry = CostTableLookup(SSE2CostTbl, ISD, MTy))
1509       return LT.first * Entry->Cost;
1510
1511   return BaseT::getCmpSelInstrCost(Opcode, ValTy, CondTy, I);
1512 }
1513
1514 unsigned X86TTIImpl::getAtomicMemIntrinsicMaxElementSize() const { return 16; }
1515
1516 int X86TTIImpl::getIntrinsicInstrCost(Intrinsic::ID IID, Type *RetTy,
1517                                       ArrayRef<Type *> Tys, FastMathFlags FMF,
1518                                       unsigned ScalarizationCostPassed) {
1519   // Costs should match the codegen from:
1520   // BITREVERSE: llvm\test\CodeGen\X86\vector-bitreverse.ll
1521   // BSWAP: llvm\test\CodeGen\X86\bswap-vector.ll
1522   // CTLZ: llvm\test\CodeGen\X86\vector-lzcnt-*.ll
1523   // CTPOP: llvm\test\CodeGen\X86\vector-popcnt-*.ll
1524   // CTTZ: llvm\test\CodeGen\X86\vector-tzcnt-*.ll
1525   static const CostTblEntry AVX512CDCostTbl[] = {
1526     { ISD::CTLZ,       MVT::v8i64,   1 },
1527     { ISD::CTLZ,       MVT::v16i32,  1 },
1528     { ISD::CTLZ,       MVT::v32i16,  8 },
1529     { ISD::CTLZ,       MVT::v64i8,  20 },
1530     { ISD::CTLZ,       MVT::v4i64,   1 },
1531     { ISD::CTLZ,       MVT::v8i32,   1 },
1532     { ISD::CTLZ,       MVT::v16i16,  4 },
1533     { ISD::CTLZ,       MVT::v32i8,  10 },
1534     { ISD::CTLZ,       MVT::v2i64,   1 },
1535     { ISD::CTLZ,       MVT::v4i32,   1 },
1536     { ISD::CTLZ,       MVT::v8i16,   4 },
1537     { ISD::CTLZ,       MVT::v16i8,   4 },
1538   };
1539   static const CostTblEntry AVX512BWCostTbl[] = {
1540     { ISD::BITREVERSE, MVT::v8i64,   5 },
1541     { ISD::BITREVERSE, MVT::v16i32,  5 },
1542     { ISD::BITREVERSE, MVT::v32i16,  5 },
1543     { ISD::BITREVERSE, MVT::v64i8,   5 },
1544     { ISD::CTLZ,       MVT::v8i64,  23 },
1545     { ISD::CTLZ,       MVT::v16i32, 22 },
1546     { ISD::CTLZ,       MVT::v32i16, 18 },
1547     { ISD::CTLZ,       MVT::v64i8,  17 },
1548     { ISD::CTPOP,      MVT::v8i64,   7 },
1549     { ISD::CTPOP,      MVT::v16i32, 11 },
1550     { ISD::CTPOP,      MVT::v32i16,  9 },
1551     { ISD::CTPOP,      MVT::v64i8,   6 },
1552     { ISD::CTTZ,       MVT::v8i64,  10 },
1553     { ISD::CTTZ,       MVT::v16i32, 14 },
1554     { ISD::CTTZ,       MVT::v32i16, 12 },
1555     { ISD::CTTZ,       MVT::v64i8,   9 },
1556   };
1557   static const CostTblEntry AVX512CostTbl[] = {
1558     { ISD::BITREVERSE, MVT::v8i64,  36 },
1559     { ISD::BITREVERSE, MVT::v16i32, 24 },
1560     { ISD::CTLZ,       MVT::v8i64,  29 },
1561     { ISD::CTLZ,       MVT::v16i32, 35 },
1562     { ISD::CTPOP,      MVT::v8i64,  16 },
1563     { ISD::CTPOP,      MVT::v16i32, 24 },
1564     { ISD::CTTZ,       MVT::v8i64,  20 },
1565     { ISD::CTTZ,       MVT::v16i32, 28 },
1566   };
1567   static const CostTblEntry XOPCostTbl[] = {
1568     { ISD::BITREVERSE, MVT::v4i64,   4 },
1569     { ISD::BITREVERSE, MVT::v8i32,   4 },
1570     { ISD::BITREVERSE, MVT::v16i16,  4 },
1571     { ISD::BITREVERSE, MVT::v32i8,   4 },
1572     { ISD::BITREVERSE, MVT::v2i64,   1 },
1573     { ISD::BITREVERSE, MVT::v4i32,   1 },
1574     { ISD::BITREVERSE, MVT::v8i16,   1 },
1575     { ISD::BITREVERSE, MVT::v16i8,   1 },
1576     { ISD::BITREVERSE, MVT::i64,     3 },
1577     { ISD::BITREVERSE, MVT::i32,     3 },
1578     { ISD::BITREVERSE, MVT::i16,     3 },
1579     { ISD::BITREVERSE, MVT::i8,      3 }
1580   };
1581   static const CostTblEntry AVX2CostTbl[] = {
1582     { ISD::BITREVERSE, MVT::v4i64,   5 },
1583     { ISD::BITREVERSE, MVT::v8i32,   5 },
1584     { ISD::BITREVERSE, MVT::v16i16,  5 },
1585     { ISD::BITREVERSE, MVT::v32i8,   5 },
1586     { ISD::BSWAP,      MVT::v4i64,   1 },
1587     { ISD::BSWAP,      MVT::v8i32,   1 },
1588     { ISD::BSWAP,      MVT::v16i16,  1 },
1589     { ISD::CTLZ,       MVT::v4i64,  23 },
1590     { ISD::CTLZ,       MVT::v8i32,  18 },
1591     { ISD::CTLZ,       MVT::v16i16, 14 },
1592     { ISD::CTLZ,       MVT::v32i8,   9 },
1593     { ISD::CTPOP,      MVT::v4i64,   7 },
1594     { ISD::CTPOP,      MVT::v8i32,  11 },
1595     { ISD::CTPOP,      MVT::v16i16,  9 },
1596     { ISD::CTPOP,      MVT::v32i8,   6 },
1597     { ISD::CTTZ,       MVT::v4i64,  10 },
1598     { ISD::CTTZ,       MVT::v8i32,  14 },
1599     { ISD::CTTZ,       MVT::v16i16, 12 },
1600     { ISD::CTTZ,       MVT::v32i8,   9 },
1601     { ISD::FSQRT,      MVT::f32,     7 }, // Haswell from http://www.agner.org/
1602     { ISD::FSQRT,      MVT::v4f32,   7 }, // Haswell from http://www.agner.org/
1603     { ISD::FSQRT,      MVT::v8f32,  14 }, // Haswell from http://www.agner.org/
1604     { ISD::FSQRT,      MVT::f64,    14 }, // Haswell from http://www.agner.org/
1605     { ISD::FSQRT,      MVT::v2f64,  14 }, // Haswell from http://www.agner.org/
1606     { ISD::FSQRT,      MVT::v4f64,  28 }, // Haswell from http://www.agner.org/
1607   };
1608   static const CostTblEntry AVX1CostTbl[] = {
1609     { ISD::BITREVERSE, MVT::v4i64,  12 }, // 2 x 128-bit Op + extract/insert
1610     { ISD::BITREVERSE, MVT::v8i32,  12 }, // 2 x 128-bit Op + extract/insert
1611     { ISD::BITREVERSE, MVT::v16i16, 12 }, // 2 x 128-bit Op + extract/insert
1612     { ISD::BITREVERSE, MVT::v32i8,  12 }, // 2 x 128-bit Op + extract/insert
1613     { ISD::BSWAP,      MVT::v4i64,   4 },
1614     { ISD::BSWAP,      MVT::v8i32,   4 },
1615     { ISD::BSWAP,      MVT::v16i16,  4 },
1616     { ISD::CTLZ,       MVT::v4i64,  48 }, // 2 x 128-bit Op + extract/insert
1617     { ISD::CTLZ,       MVT::v8i32,  38 }, // 2 x 128-bit Op + extract/insert
1618     { ISD::CTLZ,       MVT::v16i16, 30 }, // 2 x 128-bit Op + extract/insert
1619     { ISD::CTLZ,       MVT::v32i8,  20 }, // 2 x 128-bit Op + extract/insert
1620     { ISD::CTPOP,      MVT::v4i64,  16 }, // 2 x 128-bit Op + extract/insert
1621     { ISD::CTPOP,      MVT::v8i32,  24 }, // 2 x 128-bit Op + extract/insert
1622     { ISD::CTPOP,      MVT::v16i16, 20 }, // 2 x 128-bit Op + extract/insert
1623     { ISD::CTPOP,      MVT::v32i8,  14 }, // 2 x 128-bit Op + extract/insert
1624     { ISD::CTTZ,       MVT::v4i64,  22 }, // 2 x 128-bit Op + extract/insert
1625     { ISD::CTTZ,       MVT::v8i32,  30 }, // 2 x 128-bit Op + extract/insert
1626     { ISD::CTTZ,       MVT::v16i16, 26 }, // 2 x 128-bit Op + extract/insert
1627     { ISD::CTTZ,       MVT::v32i8,  20 }, // 2 x 128-bit Op + extract/insert
1628     { ISD::FSQRT,      MVT::f32,    14 }, // SNB from http://www.agner.org/
1629     { ISD::FSQRT,      MVT::v4f32,  14 }, // SNB from http://www.agner.org/
1630     { ISD::FSQRT,      MVT::v8f32,  28 }, // SNB from http://www.agner.org/
1631     { ISD::FSQRT,      MVT::f64,    21 }, // SNB from http://www.agner.org/
1632     { ISD::FSQRT,      MVT::v2f64,  21 }, // SNB from http://www.agner.org/
1633     { ISD::FSQRT,      MVT::v4f64,  43 }, // SNB from http://www.agner.org/
1634   };
1635   static const CostTblEntry SSE42CostTbl[] = {
1636     { ISD::FSQRT,      MVT::f32,    18 }, // Nehalem from http://www.agner.org/
1637     { ISD::FSQRT,      MVT::v4f32,  18 }, // Nehalem from http://www.agner.org/
1638   };
1639   static const CostTblEntry SSSE3CostTbl[] = {
1640     { ISD::BITREVERSE, MVT::v2i64,   5 },
1641     { ISD::BITREVERSE, MVT::v4i32,   5 },
1642     { ISD::BITREVERSE, MVT::v8i16,   5 },
1643     { ISD::BITREVERSE, MVT::v16i8,   5 },
1644     { ISD::BSWAP,      MVT::v2i64,   1 },
1645     { ISD::BSWAP,      MVT::v4i32,   1 },
1646     { ISD::BSWAP,      MVT::v8i16,   1 },
1647     { ISD::CTLZ,       MVT::v2i64,  23 },
1648     { ISD::CTLZ,       MVT::v4i32,  18 },
1649     { ISD::CTLZ,       MVT::v8i16,  14 },
1650     { ISD::CTLZ,       MVT::v16i8,   9 },
1651     { ISD::CTPOP,      MVT::v2i64,   7 },
1652     { ISD::CTPOP,      MVT::v4i32,  11 },
1653     { ISD::CTPOP,      MVT::v8i16,   9 },
1654     { ISD::CTPOP,      MVT::v16i8,   6 },
1655     { ISD::CTTZ,       MVT::v2i64,  10 },
1656     { ISD::CTTZ,       MVT::v4i32,  14 },
1657     { ISD::CTTZ,       MVT::v8i16,  12 },
1658     { ISD::CTTZ,       MVT::v16i8,   9 }
1659   };
1660   static const CostTblEntry SSE2CostTbl[] = {
1661     { ISD::BITREVERSE, MVT::v2i64,  29 },
1662     { ISD::BITREVERSE, MVT::v4i32,  27 },
1663     { ISD::BITREVERSE, MVT::v8i16,  27 },
1664     { ISD::BITREVERSE, MVT::v16i8,  20 },
1665     { ISD::BSWAP,      MVT::v2i64,   7 },
1666     { ISD::BSWAP,      MVT::v4i32,   7 },
1667     { ISD::BSWAP,      MVT::v8i16,   7 },
1668     { ISD::CTLZ,       MVT::v2i64,  25 },
1669     { ISD::CTLZ,       MVT::v4i32,  26 },
1670     { ISD::CTLZ,       MVT::v8i16,  20 },
1671     { ISD::CTLZ,       MVT::v16i8,  17 },
1672     { ISD::CTPOP,      MVT::v2i64,  12 },
1673     { ISD::CTPOP,      MVT::v4i32,  15 },
1674     { ISD::CTPOP,      MVT::v8i16,  13 },
1675     { ISD::CTPOP,      MVT::v16i8,  10 },
1676     { ISD::CTTZ,       MVT::v2i64,  14 },
1677     { ISD::CTTZ,       MVT::v4i32,  18 },
1678     { ISD::CTTZ,       MVT::v8i16,  16 },
1679     { ISD::CTTZ,       MVT::v16i8,  13 },
1680     { ISD::FSQRT,      MVT::f64,    32 }, // Nehalem from http://www.agner.org/
1681     { ISD::FSQRT,      MVT::v2f64,  32 }, // Nehalem from http://www.agner.org/
1682   };
1683   static const CostTblEntry SSE1CostTbl[] = {
1684     { ISD::FSQRT,      MVT::f32,    28 }, // Pentium III from http://www.agner.org/
1685     { ISD::FSQRT,      MVT::v4f32,  56 }, // Pentium III from http://www.agner.org/
1686   };
1687   static const CostTblEntry X64CostTbl[] = { // 64-bit targets
1688     { ISD::BITREVERSE, MVT::i64,    14 }
1689   };
1690   static const CostTblEntry X86CostTbl[] = { // 32 or 64-bit targets
1691     { ISD::BITREVERSE, MVT::i32,    14 },
1692     { ISD::BITREVERSE, MVT::i16,    14 },
1693     { ISD::BITREVERSE, MVT::i8,     11 }
1694   };
1695
1696   unsigned ISD = ISD::DELETED_NODE;
1697   switch (IID) {
1698   default:
1699     break;
1700   case Intrinsic::bitreverse:
1701     ISD = ISD::BITREVERSE;
1702     break;
1703   case Intrinsic::bswap:
1704     ISD = ISD::BSWAP;
1705     break;
1706   case Intrinsic::ctlz:
1707     ISD = ISD::CTLZ;
1708     break;
1709   case Intrinsic::ctpop:
1710     ISD = ISD::CTPOP;
1711     break;
1712   case Intrinsic::cttz:
1713     ISD = ISD::CTTZ;
1714     break;
1715   case Intrinsic::sqrt:
1716     ISD = ISD::FSQRT;
1717     break;
1718   }
1719
1720   // Legalize the type.
1721   std::pair<int, MVT> LT = TLI->getTypeLegalizationCost(DL, RetTy);
1722   MVT MTy = LT.second;
1723
1724   // Attempt to lookup cost.
1725   if (ST->hasCDI())
1726     if (const auto *Entry = CostTableLookup(AVX512CDCostTbl, ISD, MTy))
1727       return LT.first * Entry->Cost;
1728
1729   if (ST->hasBWI())
1730     if (const auto *Entry = CostTableLookup(AVX512BWCostTbl, ISD, MTy))
1731       return LT.first * Entry->Cost;
1732
1733   if (ST->hasAVX512())
1734     if (const auto *Entry = CostTableLookup(AVX512CostTbl, ISD, MTy))
1735       return LT.first * Entry->Cost;
1736
1737   if (ST->hasXOP())
1738     if (const auto *Entry = CostTableLookup(XOPCostTbl, ISD, MTy))
1739       return LT.first * Entry->Cost;
1740
1741   if (ST->hasAVX2())
1742     if (const auto *Entry = CostTableLookup(AVX2CostTbl, ISD, MTy))
1743       return LT.first * Entry->Cost;
1744
1745   if (ST->hasAVX())
1746     if (const auto *Entry = CostTableLookup(AVX1CostTbl, ISD, MTy))
1747       return LT.first * Entry->Cost;
1748
1749   if (ST->hasSSE42())
1750     if (const auto *Entry = CostTableLookup(SSE42CostTbl, ISD, MTy))
1751       return LT.first * Entry->Cost;
1752
1753   if (ST->hasSSSE3())
1754     if (const auto *Entry = CostTableLookup(SSSE3CostTbl, ISD, MTy))
1755       return LT.first * Entry->Cost;
1756
1757   if (ST->hasSSE2())
1758     if (const auto *Entry = CostTableLookup(SSE2CostTbl, ISD, MTy))
1759       return LT.first * Entry->Cost;
1760
1761   if (ST->hasSSE1())
1762     if (const auto *Entry = CostTableLookup(SSE1CostTbl, ISD, MTy))
1763       return LT.first * Entry->Cost;
1764
1765   if (ST->is64Bit())
1766     if (const auto *Entry = CostTableLookup(X64CostTbl, ISD, MTy))
1767       return LT.first * Entry->Cost;
1768
1769   if (const auto *Entry = CostTableLookup(X86CostTbl, ISD, MTy))
1770     return LT.first * Entry->Cost;
1771
1772   return BaseT::getIntrinsicInstrCost(IID, RetTy, Tys, FMF, ScalarizationCostPassed);
1773 }
1774
1775 int X86TTIImpl::getIntrinsicInstrCost(Intrinsic::ID IID, Type *RetTy,
1776                      ArrayRef<Value *> Args, FastMathFlags FMF, unsigned VF) {
1777   return BaseT::getIntrinsicInstrCost(IID, RetTy, Args, FMF, VF);
1778 }
1779
1780 int X86TTIImpl::getVectorInstrCost(unsigned Opcode, Type *Val, unsigned Index) {
1781   assert(Val->isVectorTy() && "This must be a vector type");
1782
1783   Type *ScalarType = Val->getScalarType();
1784
1785   if (Index != -1U) {
1786     // Legalize the type.
1787     std::pair<int, MVT> LT = TLI->getTypeLegalizationCost(DL, Val);
1788
1789     // This type is legalized to a scalar type.
1790     if (!LT.second.isVector())
1791       return 0;
1792
1793     // The type may be split. Normalize the index to the new type.
1794     unsigned Width = LT.second.getVectorNumElements();
1795     Index = Index % Width;
1796
1797     // Floating point scalars are already located in index #0.
1798     if (ScalarType->isFloatingPointTy() && Index == 0)
1799       return 0;
1800   }
1801
1802   // Add to the base cost if we know that the extracted element of a vector is
1803   // destined to be moved to and used in the integer register file.
1804   int RegisterFileMoveCost = 0;
1805   if (Opcode == Instruction::ExtractElement && ScalarType->isPointerTy())
1806     RegisterFileMoveCost = 1;
1807
1808   return BaseT::getVectorInstrCost(Opcode, Val, Index) + RegisterFileMoveCost;
1809 }
1810
1811 int X86TTIImpl::getMemoryOpCost(unsigned Opcode, Type *Src, unsigned Alignment,
1812                                 unsigned AddressSpace, const Instruction *I) {
1813   // Handle non-power-of-two vectors such as <3 x float>
1814   if (VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(Src)) {
1815     unsigned NumElem = VTy->getVectorNumElements();
1816
1817     // Handle a few common cases:
1818     // <3 x float>
1819     if (NumElem == 3 && VTy->getScalarSizeInBits() == 32)
1820       // Cost = 64 bit store + extract + 32 bit store.
1821       return 3;
1822
1823     // <3 x double>
1824     if (NumElem == 3 && VTy->getScalarSizeInBits() == 64)
1825       // Cost = 128 bit store + unpack + 64 bit store.
1826       return 3;
1827
1828     // Assume that all other non-power-of-two numbers are scalarized.
1829     if (!isPowerOf2_32(NumElem)) {
1830       int Cost = BaseT::getMemoryOpCost(Opcode, VTy->getScalarType(), Alignment,
1831                                         AddressSpace);
1832       int SplitCost = getScalarizationOverhead(Src, Opcode == Instruction::Load,
1833                                                Opcode == Instruction::Store);
1834       return NumElem * Cost + SplitCost;
1835     }
1836   }
1837
1838   // Legalize the type.
1839   std::pair<int, MVT> LT = TLI->getTypeLegalizationCost(DL, Src);
1840   assert((Opcode == Instruction::Load || Opcode == Instruction::Store) &&
1841          "Invalid Opcode");
1842
1843   // Each load/store unit costs 1.
1844   int Cost = LT.first * 1;
1845
1846   // This isn't exactly right. We're using slow unaligned 32-byte accesses as a
1847   // proxy for a double-pumped AVX memory interface such as on Sandybridge.
1848   if (LT.second.getStoreSize() == 32 && ST->isUnalignedMem32Slow())
1849     Cost *= 2;
1850
1851   return Cost;
1852 }
1853
1854 int X86TTIImpl::getMaskedMemoryOpCost(unsigned Opcode, Type *SrcTy,
1855                                       unsigned Alignment,
1856                                       unsigned AddressSpace) {
1857   VectorType *SrcVTy = dyn_cast<VectorType>(SrcTy);
1858   if (!SrcVTy)
1859     // To calculate scalar take the regular cost, without mask
1860     return getMemoryOpCost(Opcode, SrcTy, Alignment, AddressSpace);
1861
1862   unsigned NumElem = SrcVTy->getVectorNumElements();
1863   VectorType *MaskTy =
1864     VectorType::get(Type::getInt8Ty(SrcVTy->getContext()), NumElem);
1865   if ((Opcode == Instruction::Load && !isLegalMaskedLoad(SrcVTy)) ||
1866       (Opcode == Instruction::Store && !isLegalMaskedStore(SrcVTy)) ||
1867       !isPowerOf2_32(NumElem)) {
1868     // Scalarization
1869     int MaskSplitCost = getScalarizationOverhead(MaskTy, false, true);
1870     int ScalarCompareCost = getCmpSelInstrCost(
1871         Instruction::ICmp, Type::getInt8Ty(SrcVTy->getContext()), nullptr);
1872     int BranchCost = getCFInstrCost(Instruction::Br);
1873     int MaskCmpCost = NumElem * (BranchCost + ScalarCompareCost);
1874
1875     int ValueSplitCost = getScalarizationOverhead(
1876         SrcVTy, Opcode == Instruction::Load, Opcode == Instruction::Store);
1877     int MemopCost =
1878         NumElem * BaseT::getMemoryOpCost(Opcode, SrcVTy->getScalarType(),
1879                                          Alignment, AddressSpace);
1880     return MemopCost + ValueSplitCost + MaskSplitCost + MaskCmpCost;
1881   }
1882
1883   // Legalize the type.
1884   std::pair<int, MVT> LT = TLI->getTypeLegalizationCost(DL, SrcVTy);
1885   auto VT = TLI->getValueType(DL, SrcVTy);
1886   int Cost = 0;
1887   if (VT.isSimple() && LT.second != VT.getSimpleVT() &&
1888       LT.second.getVectorNumElements() == NumElem)
1889     // Promotion requires expand/truncate for data and a shuffle for mask.
1890     Cost += getShuffleCost(TTI::SK_Alternate, SrcVTy, 0, nullptr) +
1891             getShuffleCost(TTI::SK_Alternate, MaskTy, 0, nullptr);
1892
1893   else if (LT.second.getVectorNumElements() > NumElem) {
1894     VectorType *NewMaskTy = VectorType::get(MaskTy->getVectorElementType(),
1895                                             LT.second.getVectorNumElements());
1896     // Expanding requires fill mask with zeroes
1897     Cost += getShuffleCost(TTI::SK_InsertSubvector, NewMaskTy, 0, MaskTy);
1898   }
1899   if (!ST->hasAVX512())
1900     return Cost + LT.first*4; // Each maskmov costs 4
1901
1902   // AVX-512 masked load/store is cheapper
1903   return Cost+LT.first;
1904 }
1905
1906 int X86TTIImpl::getAddressComputationCost(Type *Ty, ScalarEvolution *SE,
1907                                           const SCEV *Ptr) {
1908   // Address computations in vectorized code with non-consecutive addresses will
1909   // likely result in more instructions compared to scalar code where the
1910   // computation can more often be merged into the index mode. The resulting
1911   // extra micro-ops can significantly decrease throughput.
1912   unsigned NumVectorInstToHideOverhead = 10;
1913
1914   // Cost modeling of Strided Access Computation is hidden by the indexing
1915   // modes of X86 regardless of the stride value. We dont believe that there
1916   // is a difference between constant strided access in gerenal and constant
1917   // strided value which is less than or equal to 64.
1918   // Even in the case of (loop invariant) stride whose value is not known at
1919   // compile time, the address computation will not incur more than one extra
1920   // ADD instruction.
1921   if (Ty->isVectorTy() && SE) {
1922     if (!BaseT::isStridedAccess(Ptr))
1923       return NumVectorInstToHideOverhead;
1924     if (!BaseT::getConstantStrideStep(SE, Ptr))
1925       return 1;
1926   }
1927
1928   return BaseT::getAddressComputationCost(Ty, SE, Ptr);
1929 }
1930
1931 int X86TTIImpl::getArithmeticReductionCost(unsigned Opcode, Type *ValTy,
1932                                            bool IsPairwise) {
1933
1934   std::pair<int, MVT> LT = TLI->getTypeLegalizationCost(DL, ValTy);
1935
1936   MVT MTy = LT.second;
1937
1938   int ISD = TLI->InstructionOpcodeToISD(Opcode);
1939   assert(ISD && "Invalid opcode");
1940
1941   // We use the Intel Architecture Code Analyzer(IACA) to measure the throughput
1942   // and make it as the cost.
1943
1944   static const CostTblEntry SSE42CostTblPairWise[] = {
1945     { ISD::FADD,  MVT::v2f64,   2 },
1946     { ISD::FADD,  MVT::v4f32,   4 },
1947     { ISD::ADD,   MVT::v2i64,   2 },      // The data reported by the IACA tool is "1.6".
1948     { ISD::ADD,   MVT::v4i32,   3 },      // The data reported by the IACA tool is "3.5".
1949     { ISD::ADD,   MVT::v8i16,   5 },
1950   };
1951
1952   static const CostTblEntry AVX1CostTblPairWise[] = {
1953     { ISD::FADD,  MVT::v4f32,   4 },
1954     { ISD::FADD,  MVT::v4f64,   5 },
1955     { ISD::FADD,  MVT::v8f32,   7 },
1956     { ISD::ADD,   MVT::v2i64,   1 },      // The data reported by the IACA tool is "1.5".
1957     { ISD::ADD,   MVT::v4i32,   3 },      // The data reported by the IACA tool is "3.5".
1958     { ISD::ADD,   MVT::v4i64,   5 },      // The data reported by the IACA tool is "4.8".
1959     { ISD::ADD,   MVT::v8i16,   5 },
1960     { ISD::ADD,   MVT::v8i32,   5 },
1961   };
1962
1963   static const CostTblEntry SSE42CostTblNoPairWise[] = {
1964     { ISD::FADD,  MVT::v2f64,   2 },
1965     { ISD::FADD,  MVT::v4f32,   4 },
1966     { ISD::ADD,   MVT::v2i64,   2 },      // The data reported by the IACA tool is "1.6".
1967     { ISD::ADD,   MVT::v4i32,   3 },      // The data reported by the IACA tool is "3.3".
1968     { ISD::ADD,   MVT::v8i16,   4 },      // The data reported by the IACA tool is "4.3".
1969   };
1970
1971   static const CostTblEntry AVX1CostTblNoPairWise[] = {
1972     { ISD::FADD,  MVT::v4f32,   3 },
1973     { ISD::FADD,  MVT::v4f64,   3 },
1974     { ISD::FADD,  MVT::v8f32,   4 },
1975     { ISD::ADD,   MVT::v2i64,   1 },      // The data reported by the IACA tool is "1.5".
1976     { ISD::ADD,   MVT::v4i32,   3 },      // The data reported by the IACA tool is "2.8".
1977     { ISD::ADD,   MVT::v4i64,   3 },
1978     { ISD::ADD,   MVT::v8i16,   4 },
1979     { ISD::ADD,   MVT::v8i32,   5 },
1980   };
1981
1982   if (IsPairwise) {
1983     if (ST->hasAVX())
1984       if (const auto *Entry = CostTableLookup(AVX1CostTblPairWise, ISD, MTy))
1985         return LT.first * Entry->Cost;
1986
1987     if (ST->hasSSE42())
1988       if (const auto *Entry = CostTableLookup(SSE42CostTblPairWise, ISD, MTy))
1989         return LT.first * Entry->Cost;
1990   } else {
1991     if (ST->hasAVX())
1992       if (const auto *Entry = CostTableLookup(AVX1CostTblNoPairWise, ISD, MTy))
1993         return LT.first * Entry->Cost;
1994
1995     if (ST->hasSSE42())
1996       if (const auto *Entry = CostTableLookup(SSE42CostTblNoPairWise, ISD, MTy))
1997         return LT.first * Entry->Cost;
1998   }
1999
2000   return BaseT::getArithmeticReductionCost(Opcode, ValTy, IsPairwise);
2001 }
2002
2003 int X86TTIImpl::getMinMaxReductionCost(Type *ValTy, Type *CondTy,
2004                                        bool IsPairwise, bool IsUnsigned) {
2005   std::pair<int, MVT> LT = TLI->getTypeLegalizationCost(DL, ValTy);
2006
2007   MVT MTy = LT.second;
2008
2009   int ISD;
2010   if (ValTy->isIntOrIntVectorTy()) {
2011     ISD = IsUnsigned ? ISD::UMIN : ISD::SMIN;
2012   } else {
2013     assert(ValTy->isFPOrFPVectorTy() &&
2014            "Expected float point or integer vector type.");
2015     ISD = ISD::FMINNUM;
2016   }
2017
2018   // We use the Intel Architecture Code Analyzer(IACA) to measure the throughput
2019   // and make it as the cost.
2020
2021   static const CostTblEntry SSE42CostTblPairWise[] = {
2022       {ISD::FMINNUM, MVT::v2f64, 3},
2023       {ISD::FMINNUM, MVT::v4f32, 2},
2024       {ISD::SMIN, MVT::v2i64, 7}, // The data reported by the IACA is "6.8"
2025       {ISD::UMIN, MVT::v2i64, 8}, // The data reported by the IACA is "8.6"
2026       {ISD::SMIN, MVT::v4i32, 1}, // The data reported by the IACA is "1.5"
2027       {ISD::UMIN, MVT::v4i32, 2}, // The data reported by the IACA is "1.8"
2028       {ISD::SMIN, MVT::v8i16, 2},
2029       {ISD::UMIN, MVT::v8i16, 2},
2030   };
2031
2032   static const CostTblEntry AVX1CostTblPairWise[] = {
2033       {ISD::FMINNUM, MVT::v4f32, 1},
2034       {ISD::FMINNUM, MVT::v4f64, 1},
2035       {ISD::FMINNUM, MVT::v8f32, 2},
2036       {ISD::SMIN, MVT::v2i64, 3},
2037       {ISD::UMIN, MVT::v2i64, 3},
2038       {ISD::SMIN, MVT::v4i32, 1},
2039       {ISD::UMIN, MVT::v4i32, 1},
2040       {ISD::SMIN, MVT::v8i16, 1},
2041       {ISD::UMIN, MVT::v8i16, 1},
2042       {ISD::SMIN, MVT::v8i32, 3},
2043       {ISD::UMIN, MVT::v8i32, 3},
2044   };
2045
2046   static const CostTblEntry AVX2CostTblPairWise[] = {
2047       {ISD::SMIN, MVT::v4i64, 2},
2048       {ISD::UMIN, MVT::v4i64, 2},
2049       {ISD::SMIN, MVT::v8i32, 1},
2050       {ISD::UMIN, MVT::v8i32, 1},
2051       {ISD::SMIN, MVT::v16i16, 1},
2052       {ISD::UMIN, MVT::v16i16, 1},
2053       {ISD::SMIN, MVT::v32i8, 2},
2054       {ISD::UMIN, MVT::v32i8, 2},
2055   };
2056
2057   static const CostTblEntry AVX512CostTblPairWise[] = {
2058       {ISD::FMINNUM, MVT::v8f64, 1},
2059       {ISD::FMINNUM, MVT::v16f32, 2},
2060       {ISD::SMIN, MVT::v8i64, 2},
2061       {ISD::UMIN, MVT::v8i64, 2},
2062       {ISD::SMIN, MVT::v16i32, 1},
2063       {ISD::UMIN, MVT::v16i32, 1},
2064   };
2065
2066   static const CostTblEntry SSE42CostTblNoPairWise[] = {
2067       {ISD::FMINNUM, MVT::v2f64, 3},
2068       {ISD::FMINNUM, MVT::v4f32, 3},
2069       {ISD::SMIN, MVT::v2i64, 7}, // The data reported by the IACA is "6.8"
2070       {ISD::UMIN, MVT::v2i64, 9}, // The data reported by the IACA is "8.6"
2071       {ISD::SMIN, MVT::v4i32, 1}, // The data reported by the IACA is "1.5"
2072       {ISD::UMIN, MVT::v4i32, 2}, // The data reported by the IACA is "1.8"
2073       {ISD::SMIN, MVT::v8i16, 1}, // The data reported by the IACA is "1.5"
2074       {ISD::UMIN, MVT::v8i16, 2}, // The data reported by the IACA is "1.8"
2075   };
2076
2077   static const CostTblEntry AVX1CostTblNoPairWise[] = {
2078       {ISD::FMINNUM, MVT::v4f32, 1},
2079       {ISD::FMINNUM, MVT::v4f64, 1},
2080       {ISD::FMINNUM, MVT::v8f32, 1},
2081       {ISD::SMIN, MVT::v2i64, 3},
2082       {ISD::UMIN, MVT::v2i64, 3},
2083       {ISD::SMIN, MVT::v4i32, 1},
2084       {ISD::UMIN, MVT::v4i32, 1},
2085       {ISD::SMIN, MVT::v8i16, 1},
2086       {ISD::UMIN, MVT::v8i16, 1},
2087       {ISD::SMIN, MVT::v8i32, 2},
2088       {ISD::UMIN, MVT::v8i32, 2},
2089   };
2090
2091   static const CostTblEntry AVX2CostTblNoPairWise[] = {
2092       {ISD::SMIN, MVT::v4i64, 1},
2093       {ISD::UMIN, MVT::v4i64, 1},
2094       {ISD::SMIN, MVT::v8i32, 1},
2095       {ISD::UMIN, MVT::v8i32, 1},
2096       {ISD::SMIN, MVT::v16i16, 1},
2097       {ISD::UMIN, MVT::v16i16, 1},
2098       {ISD::SMIN, MVT::v32i8, 1},
2099       {ISD::UMIN, MVT::v32i8, 1},
2100   };
2101
2102   static const CostTblEntry AVX512CostTblNoPairWise[] = {
2103       {ISD::FMINNUM, MVT::v8f64, 1},
2104       {ISD::FMINNUM, MVT::v16f32, 2},
2105       {ISD::SMIN, MVT::v8i64, 1},
2106       {ISD::UMIN, MVT::v8i64, 1},
2107       {ISD::SMIN, MVT::v16i32, 1},
2108       {ISD::UMIN, MVT::v16i32, 1},
2109   };
2110
2111   if (IsPairwise) {
2112     if (ST->hasAVX512())
2113       if (const auto *Entry = CostTableLookup(AVX512CostTblPairWise, ISD, MTy))
2114         return LT.first * Entry->Cost;
2115
2116     if (ST->hasAVX2())
2117       if (const auto *Entry = CostTableLookup(AVX2CostTblPairWise, ISD, MTy))
2118         return LT.first * Entry->Cost;
2119
2120     if (ST->hasAVX())
2121       if (const auto *Entry = CostTableLookup(AVX1CostTblPairWise, ISD, MTy))
2122         return LT.first * Entry->Cost;
2123
2124     if (ST->hasSSE42())
2125       if (const auto *Entry = CostTableLookup(SSE42CostTblPairWise, ISD, MTy))
2126         return LT.first * Entry->Cost;
2127   } else {
2128     if (ST->hasAVX512())
2129       if (const auto *Entry =
2130               CostTableLookup(AVX512CostTblNoPairWise, ISD, MTy))
2131         return LT.first * Entry->Cost;
2132
2133     if (ST->hasAVX2())
2134       if (const auto *Entry = CostTableLookup(AVX2CostTblNoPairWise, ISD, MTy))
2135         return LT.first * Entry->Cost;
2136
2137     if (ST->hasAVX())
2138       if (const auto *Entry = CostTableLookup(AVX1CostTblNoPairWise, ISD, MTy))
2139         return LT.first * Entry->Cost;
2140
2141     if (ST->hasSSE42())
2142       if (const auto *Entry = CostTableLookup(SSE42CostTblNoPairWise, ISD, MTy))
2143         return LT.first * Entry->Cost;
2144   }
2145
2146   return BaseT::getMinMaxReductionCost(ValTy, CondTy, IsPairwise, IsUnsigned);
2147 }
2148
2149 /// \brief Calculate the cost of materializing a 64-bit value. This helper
2150 /// method might only calculate a fraction of a larger immediate. Therefore it
2151 /// is valid to return a cost of ZERO.
2152 int X86TTIImpl::getIntImmCost(int64_t Val) {
2153   if (Val == 0)
2154     return TTI::TCC_Free;
2155
2156   if (isInt<32>(Val))
2157     return TTI::TCC_Basic;
2158
2159   return 2 * TTI::TCC_Basic;
2160 }
2161
2162 int X86TTIImpl::getIntImmCost(const APInt &Imm, Type *Ty) {
2163   assert(Ty->isIntegerTy());
2164
2165   unsigned BitSize = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
2166   if (BitSize == 0)
2167     return ~0U;
2168
2169   // Never hoist constants larger than 128bit, because this might lead to
2170   // incorrect code generation or assertions in codegen.
2171   // Fixme: Create a cost model for types larger than i128 once the codegen
2172   // issues have been fixed.
2173   if (BitSize > 128)
2174     return TTI::TCC_Free;
2175
2176   if (Imm == 0)
2177     return TTI::TCC_Free;
2178
2179   // Sign-extend all constants to a multiple of 64-bit.
2180   APInt ImmVal = Imm;
2181   if (BitSize & 0x3f)
2182     ImmVal = Imm.sext((BitSize + 63) & ~0x3fU);
2183
2184   // Split the constant into 64-bit chunks and calculate the cost for each
2185   // chunk.
2186   int Cost = 0;
2187   for (unsigned ShiftVal = 0; ShiftVal < BitSize; ShiftVal += 64) {
2188     APInt Tmp = ImmVal.ashr(ShiftVal).sextOrTrunc(64);
2189     int64_t Val = Tmp.getSExtValue();
2190     Cost += getIntImmCost(Val);
2191   }
2192   // We need at least one instruction to materialize the constant.
2193   return std::max(1, Cost);
2194 }
2195
2196 int X86TTIImpl::getIntImmCost(unsigned Opcode, unsigned Idx, const APInt &Imm,
2197                               Type *Ty) {
2198   assert(Ty->isIntegerTy());
2199
2200   unsigned BitSize = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
2201   // There is no cost model for constants with a bit size of 0. Return TCC_Free
2202   // here, so that constant hoisting will ignore this constant.
2203   if (BitSize == 0)
2204     return TTI::TCC_Free;
2205
2206   unsigned ImmIdx = ~0U;
2207   switch (Opcode) {
2208   default:
2209     return TTI::TCC_Free;
2210   case Instruction::GetElementPtr:
2211     // Always hoist the base address of a GetElementPtr. This prevents the
2212     // creation of new constants for every base constant that gets constant
2213     // folded with the offset.
2214     if (Idx == 0)
2215       return 2 * TTI::TCC_Basic;
2216     return TTI::TCC_Free;
2217   case Instruction::Store:
2218     ImmIdx = 0;
2219     break;
2220   case Instruction::ICmp:
2221     // This is an imperfect hack to prevent constant hoisting of
2222     // compares that might be trying to check if a 64-bit value fits in
2223     // 32-bits. The backend can optimize these cases using a right shift by 32.
2224     // Ideally we would check the compare predicate here. There also other
2225     // similar immediates the backend can use shifts for.
2226     if (Idx == 1 && Imm.getBitWidth() == 64) {
2227       uint64_t ImmVal = Imm.getZExtValue();
2228       if (ImmVal == 0x100000000ULL || ImmVal == 0xffffffff)
2229         return TTI::TCC_Free;
2230     }
2231     ImmIdx = 1;
2232     break;
2233   case Instruction::And:
2234     // We support 64-bit ANDs with immediates with 32-bits of leading zeroes
2235     // by using a 32-bit operation with implicit zero extension. Detect such
2236     // immediates here as the normal path expects bit 31 to be sign extended.
2237     if (Idx == 1 && Imm.getBitWidth() == 64 && isUInt<32>(Imm.getZExtValue()))
2238       return TTI::TCC_Free;
2239     LLVM_FALLTHROUGH;
2240   case Instruction::Add:
2241   case Instruction::Sub:
2242   case Instruction::Mul:
2243   case Instruction::UDiv:
2244   case Instruction::SDiv:
2245   case Instruction::URem:
2246   case Instruction::SRem:
2247   case Instruction::Or:
2248   case Instruction::Xor:
2249     ImmIdx = 1;
2250     break;
2251   // Always return TCC_Free for the shift value of a shift instruction.
2252   case Instruction::Shl:
2253   case Instruction::LShr:
2254   case Instruction::AShr:
2255     if (Idx == 1)
2256       return TTI::TCC_Free;
2257     break;
2258   case Instruction::Trunc:
2259   case Instruction::ZExt:
2260   case Instruction::SExt:
2261   case Instruction::IntToPtr:
2262   case Instruction::PtrToInt:
2263   case Instruction::BitCast:
2264   case Instruction::PHI:
2265   case Instruction::Call:
2266   case Instruction::Select:
2267   case Instruction::Ret:
2268   case Instruction::Load:
2269     break;
2270   }
2271
2272   if (Idx == ImmIdx) {
2273     int NumConstants = (BitSize + 63) / 64;
2274     int Cost = X86TTIImpl::getIntImmCost(Imm, Ty);
2275     return (Cost <= NumConstants * TTI::TCC_Basic)
2276                ? static_cast<int>(TTI::TCC_Free)
2277                : Cost;
2278   }
2279
2280   return X86TTIImpl::getIntImmCost(Imm, Ty);
2281 }
2282
2283 int X86TTIImpl::getIntImmCost(Intrinsic::ID IID, unsigned Idx, const APInt &Imm,
2284                               Type *Ty) {
2285   assert(Ty->isIntegerTy());
2286
2287   unsigned BitSize = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
2288   // There is no cost model for constants with a bit size of 0. Return TCC_Free
2289   // here, so that constant hoisting will ignore this constant.
2290   if (BitSize == 0)
2291     return TTI::TCC_Free;
2292
2293   switch (IID) {
2294   default:
2295     return TTI::TCC_Free;
2296   case Intrinsic::sadd_with_overflow:
2297   case Intrinsic::uadd_with_overflow:
2298   case Intrinsic::ssub_with_overflow:
2299   case Intrinsic::usub_with_overflow:
2300   case Intrinsic::smul_with_overflow:
2301   case Intrinsic::umul_with_overflow:
2302     if ((Idx == 1) && Imm.getBitWidth() <= 64 && isInt<32>(Imm.getSExtValue()))
2303       return TTI::TCC_Free;
2304     break;
2305   case Intrinsic::experimental_stackmap:
2306     if ((Idx < 2) || (Imm.getBitWidth() <= 64 && isInt<64>(Imm.getSExtValue())))
2307       return TTI::TCC_Free;
2308     break;
2309   case Intrinsic::experimental_patchpoint_void:
2310   case Intrinsic::experimental_patchpoint_i64:
2311     if ((Idx < 4) || (Imm.getBitWidth() <= 64 && isInt<64>(Imm.getSExtValue())))
2312       return TTI::TCC_Free;
2313     break;
2314   }
2315   return X86TTIImpl::getIntImmCost(Imm, Ty);
2316 }
2317
2318 unsigned X86TTIImpl::getUserCost(const User *U,
2319                                  ArrayRef<const Value *> Operands) {
2320   if (isa<StoreInst>(U)) {
2321     Value *Ptr = U->getOperand(1);
2322     // Store instruction with index and scale costs 2 Uops.
2323     // Check the preceding GEP to identify non-const indices.
2324     if (auto GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Ptr)) {
2325       if (!all_of(GEP->indices(), [](Value *V) { return isa<Constant>(V); }))
2326         return TTI::TCC_Basic * 2;
2327     }
2328     return TTI::TCC_Basic;
2329   }
2330   return BaseT::getUserCost(U, Operands);
2331 }
2332
2333 // Return an average cost of Gather / Scatter instruction, maybe improved later
2334 int X86TTIImpl::getGSVectorCost(unsigned Opcode, Type *SrcVTy, Value *Ptr,
2335                                 unsigned Alignment, unsigned AddressSpace) {
2336
2337   assert(isa<VectorType>(SrcVTy) && "Unexpected type in getGSVectorCost");
2338   unsigned VF = SrcVTy->getVectorNumElements();
2339
2340   // Try to reduce index size from 64 bit (default for GEP)
2341   // to 32. It is essential for VF 16. If the index can't be reduced to 32, the
2342   // operation will use 16 x 64 indices which do not fit in a zmm and needs
2343   // to split. Also check that the base pointer is the same for all lanes,
2344   // and that there's at most one variable index.
2345   auto getIndexSizeInBits = [](Value *Ptr, const DataLayout& DL) {
2346     unsigned IndexSize = DL.getPointerSizeInBits();
2347     GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Ptr);
2348     if (IndexSize < 64 || !GEP)
2349       return IndexSize;
2350
2351     unsigned NumOfVarIndices = 0;
2352     Value *Ptrs = GEP->getPointerOperand();
2353     if (Ptrs->getType()->isVectorTy() && !getSplatValue(Ptrs))
2354       return IndexSize;
2355     for (unsigned i = 1; i < GEP->getNumOperands(); ++i) {
2356       if (isa<Constant>(GEP->getOperand(i)))
2357         continue;
2358       Type *IndxTy = GEP->getOperand(i)->getType();
2359       if (IndxTy->isVectorTy())
2360         IndxTy = IndxTy->getVectorElementType();
2361       if ((IndxTy->getPrimitiveSizeInBits() == 64 &&
2362           !isa<SExtInst>(GEP->getOperand(i))) ||
2363          ++NumOfVarIndices > 1)
2364         return IndexSize; // 64
2365     }
2366     return (unsigned)32;
2367   };
2368
2369
2370   // Trying to reduce IndexSize to 32 bits for vector 16.
2371   // By default the IndexSize is equal to pointer size.
2372   unsigned IndexSize = (ST->hasAVX512() && VF >= 16)
2373                            ? getIndexSizeInBits(Ptr, DL)
2374                            : DL.getPointerSizeInBits();
2375
2376   Type *IndexVTy = VectorType::get(IntegerType::get(SrcVTy->getContext(),
2377                                                     IndexSize), VF);
2378   std::pair<int, MVT> IdxsLT = TLI->getTypeLegalizationCost(DL, IndexVTy);
2379   std::pair<int, MVT> SrcLT = TLI->getTypeLegalizationCost(DL, SrcVTy);
2380   int SplitFactor = std::max(IdxsLT.first, SrcLT.first);
2381   if (SplitFactor > 1) {
2382     // Handle splitting of vector of pointers
2383     Type *SplitSrcTy = VectorType::get(SrcVTy->getScalarType(), VF / SplitFactor);
2384     return SplitFactor * getGSVectorCost(Opcode, SplitSrcTy, Ptr, Alignment,
2385                                          AddressSpace);
2386   }
2387
2388   // The gather / scatter cost is given by Intel architects. It is a rough
2389   // number since we are looking at one instruction in a time.
2390   const int GSOverhead = (Opcode == Instruction::Load)
2391                              ? ST->getGatherOverhead()
2392                              : ST->getScatterOverhead();
2393   return GSOverhead + VF * getMemoryOpCost(Opcode, SrcVTy->getScalarType(),
2394                                            Alignment, AddressSpace);
2395 }
2396
2397 /// Return the cost of full scalarization of gather / scatter operation.
2398 ///
2399 /// Opcode - Load or Store instruction.
2400 /// SrcVTy - The type of the data vector that should be gathered or scattered.
2401 /// VariableMask - The mask is non-constant at compile time.
2402 /// Alignment - Alignment for one element.
2403 /// AddressSpace - pointer[s] address space.
2404 ///
2405 int X86TTIImpl::getGSScalarCost(unsigned Opcode, Type *SrcVTy,
2406                                 bool VariableMask, unsigned Alignment,
2407                                 unsigned AddressSpace) {
2408   unsigned VF = SrcVTy->getVectorNumElements();
2409
2410   int MaskUnpackCost = 0;
2411   if (VariableMask) {
2412     VectorType *MaskTy =
2413       VectorType::get(Type::getInt1Ty(SrcVTy->getContext()), VF);
2414     MaskUnpackCost = getScalarizationOverhead(MaskTy, false, true);
2415     int ScalarCompareCost =
2416       getCmpSelInstrCost(Instruction::ICmp, Type::getInt1Ty(SrcVTy->getContext()),
2417                          nullptr);
2418     int BranchCost = getCFInstrCost(Instruction::Br);
2419     MaskUnpackCost += VF * (BranchCost + ScalarCompareCost);
2420   }
2421
2422   // The cost of the scalar loads/stores.
2423   int MemoryOpCost = VF * getMemoryOpCost(Opcode, SrcVTy->getScalarType(),
2424                                           Alignment, AddressSpace);
2425
2426   int InsertExtractCost = 0;
2427   if (Opcode == Instruction::Load)
2428     for (unsigned i = 0; i < VF; ++i)
2429       // Add the cost of inserting each scalar load into the vector
2430       InsertExtractCost +=
2431         getVectorInstrCost(Instruction::InsertElement, SrcVTy, i);
2432   else
2433     for (unsigned i = 0; i < VF; ++i)
2434       // Add the cost of extracting each element out of the data vector
2435       InsertExtractCost +=
2436         getVectorInstrCost(Instruction::ExtractElement, SrcVTy, i);
2437
2438   return MemoryOpCost + MaskUnpackCost + InsertExtractCost;
2439 }
2440
2441 /// Calculate the cost of Gather / Scatter operation
2442 int X86TTIImpl::getGatherScatterOpCost(unsigned Opcode, Type *SrcVTy,
2443                                        Value *Ptr, bool VariableMask,
2444                                        unsigned Alignment) {
2445   assert(SrcVTy->isVectorTy() && "Unexpected data type for Gather/Scatter");
2446   unsigned VF = SrcVTy->getVectorNumElements();
2447   PointerType *PtrTy = dyn_cast<PointerType>(Ptr->getType());
2448   if (!PtrTy && Ptr->getType()->isVectorTy())
2449     PtrTy = dyn_cast<PointerType>(Ptr->getType()->getVectorElementType());
2450   assert(PtrTy && "Unexpected type for Ptr argument");
2451   unsigned AddressSpace = PtrTy->getAddressSpace();
2452
2453   bool Scalarize = false;
2454   if ((Opcode == Instruction::Load && !isLegalMaskedGather(SrcVTy)) ||
2455       (Opcode == Instruction::Store && !isLegalMaskedScatter(SrcVTy)))
2456     Scalarize = true;
2457   // Gather / Scatter for vector 2 is not profitable on KNL / SKX
2458   // Vector-4 of gather/scatter instruction does not exist on KNL.
2459   // We can extend it to 8 elements, but zeroing upper bits of
2460   // the mask vector will add more instructions. Right now we give the scalar
2461   // cost of vector-4 for KNL. TODO: Check, maybe the gather/scatter instruction
2462   // is better in the VariableMask case.
2463   if (ST->hasAVX512() && (VF == 2 || (VF == 4 && !ST->hasVLX())))
2464     Scalarize = true;
2465
2466   if (Scalarize)
2467     return getGSScalarCost(Opcode, SrcVTy, VariableMask, Alignment,
2468                            AddressSpace);
2469
2470   return getGSVectorCost(Opcode, SrcVTy, Ptr, Alignment, AddressSpace);
2471 }
2472
2473 bool X86TTIImpl::isLSRCostLess(TargetTransformInfo::LSRCost &C1,
2474                                TargetTransformInfo::LSRCost &C2) {
2475     // X86 specific here are "instruction number 1st priority".
2476     return std::tie(C1.Insns, C1.NumRegs, C1.AddRecCost,
2477                     C1.NumIVMuls, C1.NumBaseAdds,
2478                     C1.ScaleCost, C1.ImmCost, C1.SetupCost) <
2479            std::tie(C2.Insns, C2.NumRegs, C2.AddRecCost,
2480                     C2.NumIVMuls, C2.NumBaseAdds,
2481                     C2.ScaleCost, C2.ImmCost, C2.SetupCost);
2482 }
2483
2484 bool X86TTIImpl::isLegalMaskedLoad(Type *DataTy) {
2485   // The backend can't handle a single element vector.
2486   if (isa<VectorType>(DataTy) && DataTy->getVectorNumElements() == 1)
2487     return false;
2488   Type *ScalarTy = DataTy->getScalarType();
2489   int DataWidth = isa<PointerType>(ScalarTy) ?
2490     DL.getPointerSizeInBits() : ScalarTy->getPrimitiveSizeInBits();
2491
2492   return ((DataWidth == 32 || DataWidth == 64) && ST->hasAVX()) ||
2493          ((DataWidth == 8 || DataWidth == 16) && ST->hasBWI());
2494 }
2495
2496 bool X86TTIImpl::isLegalMaskedStore(Type *DataType) {
2497   return isLegalMaskedLoad(DataType);
2498 }
2499
2500 bool X86TTIImpl::isLegalMaskedGather(Type *DataTy) {
2501   // This function is called now in two cases: from the Loop Vectorizer
2502   // and from the Scalarizer.
2503   // When the Loop Vectorizer asks about legality of the feature,
2504   // the vectorization factor is not calculated yet. The Loop Vectorizer
2505   // sends a scalar type and the decision is based on the width of the
2506   // scalar element.
2507   // Later on, the cost model will estimate usage this intrinsic based on
2508   // the vector type.
2509   // The Scalarizer asks again about legality. It sends a vector type.
2510   // In this case we can reject non-power-of-2 vectors.
2511   // We also reject single element vectors as the type legalizer can't
2512   // scalarize it.
2513   if (isa<VectorType>(DataTy)) {
2514     unsigned NumElts = DataTy->getVectorNumElements();
2515     if (NumElts == 1 || !isPowerOf2_32(NumElts))
2516       return false;
2517   }
2518   Type *ScalarTy = DataTy->getScalarType();
2519   int DataWidth = isa<PointerType>(ScalarTy) ?
2520     DL.getPointerSizeInBits() : ScalarTy->getPrimitiveSizeInBits();
2521
2522   // Some CPUs have better gather performance than others.
2523   // TODO: Remove the explicit ST->hasAVX512()?, That would mean we would only
2524   // enable gather with a -march.
2525   return (DataWidth == 32 || DataWidth == 64) &&
2526     (ST->hasAVX512() || (ST->hasFastGather() && ST->hasAVX2()));
2527 }
2528
2529 bool X86TTIImpl::isLegalMaskedScatter(Type *DataType) {
2530   // AVX2 doesn't support scatter
2531   if (!ST->hasAVX512())
2532     return false;
2533   return isLegalMaskedGather(DataType);
2534 }
2535
2536 bool X86TTIImpl::hasDivRemOp(Type *DataType, bool IsSigned) {
2537   EVT VT = TLI->getValueType(DL, DataType);
2538   return TLI->isOperationLegal(IsSigned ? ISD::SDIVREM : ISD::UDIVREM, VT);
2539 }
2540
2541 bool X86TTIImpl::isFCmpOrdCheaperThanFCmpZero(Type *Ty) {
2542   return false;
2543 }
2544
2545 bool X86TTIImpl::areInlineCompatible(const Function *Caller,
2546                                      const Function *Callee) const {
2547   const TargetMachine &TM = getTLI()->getTargetMachine();
2548
2549   // Work this as a subsetting of subtarget features.
2550   const FeatureBitset &CallerBits =
2551       TM.getSubtargetImpl(*Caller)->getFeatureBits();
2552   const FeatureBitset &CalleeBits =
2553       TM.getSubtargetImpl(*Callee)->getFeatureBits();
2554
2555   // FIXME: This is likely too limiting as it will include subtarget features
2556   // that we might not care about for inlining, but it is conservatively
2557   // correct.
2558   return (CallerBits & CalleeBits) == CalleeBits;
2559 }
2560
2561 const X86TTIImpl::TTI::MemCmpExpansionOptions *
2562 X86TTIImpl::enableMemCmpExpansion(bool IsZeroCmp) const {
2563   // Only enable vector loads for equality comparison.
2564   // Right now the vector version is not as fast, see #33329.
2565   static const auto ThreeWayOptions = [this]() {
2566     TTI::MemCmpExpansionOptions Options;
2567     if (ST->is64Bit()) {
2568       Options.LoadSizes.push_back(8);
2569     }
2570     Options.LoadSizes.push_back(4);
2571     Options.LoadSizes.push_back(2);
2572     Options.LoadSizes.push_back(1);
2573     return Options;
2574   }();
2575   static const auto EqZeroOptions = [this]() {
2576     TTI::MemCmpExpansionOptions Options;
2577     // TODO: enable AVX512 when the DAG is ready.
2578     // if (ST->hasAVX512()) Options.LoadSizes.push_back(64);
2579     if (ST->hasAVX2()) Options.LoadSizes.push_back(32);
2580     if (ST->hasSSE2()) Options.LoadSizes.push_back(16);
2581     if (ST->is64Bit()) {
2582       Options.LoadSizes.push_back(8);
2583     }
2584     Options.LoadSizes.push_back(4);
2585     Options.LoadSizes.push_back(2);
2586     Options.LoadSizes.push_back(1);
2587     return Options;
2588   }();
2589   return IsZeroCmp ? &EqZeroOptions : &ThreeWayOptions;
2590 }
2591
2592 bool X86TTIImpl::enableInterleavedAccessVectorization() {
2593   // TODO: We expect this to be beneficial regardless of arch,
2594   // but there are currently some unexplained performance artifacts on Atom.
2595   // As a temporary solution, disable on Atom.
2596   return !(ST->isAtom());
2597 }
2598
2599 // Get estimation for interleaved load/store operations for AVX2.
2600 // \p Factor is the interleaved-access factor (stride) - number of
2601 // (interleaved) elements in the group.
2602 // \p Indices contains the indices for a strided load: when the
2603 // interleaved load has gaps they indicate which elements are used.
2604 // If Indices is empty (or if the number of indices is equal to the size
2605 // of the interleaved-access as given in \p Factor) the access has no gaps.
2606 //
2607 // As opposed to AVX-512, AVX2 does not have generic shuffles that allow
2608 // computing the cost using a generic formula as a function of generic
2609 // shuffles. We therefore use a lookup table instead, filled according to
2610 // the instruction sequences that codegen currently generates.
2611 int X86TTIImpl::getInterleavedMemoryOpCostAVX2(unsigned Opcode, Type *VecTy,
2612                                                unsigned Factor,
2613                                                ArrayRef<unsigned> Indices,
2614                                                unsigned Alignment,
2615                                                unsigned AddressSpace) {
2616
2617   // We currently Support only fully-interleaved groups, with no gaps.
2618   // TODO: Support also strided loads (interleaved-groups with gaps).
2619   if (Indices.size() && Indices.size() != Factor)
2620     return BaseT::getInterleavedMemoryOpCost(Opcode, VecTy, Factor, Indices,
2621                                              Alignment, AddressSpace);
2622
2623   // VecTy for interleave memop is <VF*Factor x Elt>.
2624   // So, for VF=4, Interleave Factor = 3, Element type = i32 we have
2625   // VecTy = <12 x i32>.
2626   MVT LegalVT = getTLI()->getTypeLegalizationCost(DL, VecTy).second;
2627
2628   // This function can be called with VecTy=<6xi128>, Factor=3, in which case
2629   // the VF=2, while v2i128 is an unsupported MVT vector type
2630   // (see MachineValueType.h::getVectorVT()).
2631   if (!LegalVT.isVector())
2632     return BaseT::getInterleavedMemoryOpCost(Opcode, VecTy, Factor, Indices,
2633                                              Alignment, AddressSpace);
2634
2635   unsigned VF = VecTy->getVectorNumElements() / Factor;
2636   Type *ScalarTy = VecTy->getVectorElementType();
2637
2638   // Calculate the number of memory operations (NumOfMemOps), required
2639   // for load/store the VecTy.
2640   unsigned VecTySize = DL.getTypeStoreSize(VecTy);
2641   unsigned LegalVTSize = LegalVT.getStoreSize();
2642   unsigned NumOfMemOps = (VecTySize + LegalVTSize - 1) / LegalVTSize;
2643
2644   // Get the cost of one memory operation.
2645   Type *SingleMemOpTy = VectorType::get(VecTy->getVectorElementType(),
2646                                         LegalVT.getVectorNumElements());
2647   unsigned MemOpCost =
2648       getMemoryOpCost(Opcode, SingleMemOpTy, Alignment, AddressSpace);
2649
2650   VectorType *VT = VectorType::get(ScalarTy, VF);
2651   EVT ETy = TLI->getValueType(DL, VT);
2652   if (!ETy.isSimple())
2653     return BaseT::getInterleavedMemoryOpCost(Opcode, VecTy, Factor, Indices,
2654                                              Alignment, AddressSpace);
2655
2656   // TODO: Complete for other data-types and strides.
2657   // Each combination of Stride, ElementTy and VF results in a different
2658   // sequence; The cost tables are therefore accessed with:
2659   // Factor (stride) and VectorType=VFxElemType.
2660   // The Cost accounts only for the shuffle sequence;
2661   // The cost of the loads/stores is accounted for separately.
2662   //
2663   static const CostTblEntry AVX2InterleavedLoadTbl[] = {
2664     { 2, MVT::v4i64, 6 }, //(load 8i64 and) deinterleave into 2 x 4i64
2665     { 2, MVT::v4f64, 6 }, //(load 8f64 and) deinterleave into 2 x 4f64
2666
2667     { 3, MVT::v2i8,  10 }, //(load 6i8 and)  deinterleave into 3 x 2i8
2668     { 3, MVT::v4i8,  4 },  //(load 12i8 and) deinterleave into 3 x 4i8
2669     { 3, MVT::v8i8,  9 },  //(load 24i8 and) deinterleave into 3 x 8i8
2670     { 3, MVT::v16i8, 11},  //(load 48i8 and) deinterleave into 3 x 16i8
2671     { 3, MVT::v32i8, 13},  //(load 96i8 and) deinterleave into 3 x 32i8
2672     { 3, MVT::v8f32, 17 }, //(load 24f32 and)deinterleave into 3 x 8f32
2673
2674     { 4, MVT::v2i8,  12 }, //(load 8i8 and)   deinterleave into 4 x 2i8
2675     { 4, MVT::v4i8,  4 },  //(load 16i8 and)  deinterleave into 4 x 4i8
2676     { 4, MVT::v8i8,  20 }, //(load 32i8 and)  deinterleave into 4 x 8i8
2677     { 4, MVT::v16i8, 39 }, //(load 64i8 and)  deinterleave into 4 x 16i8
2678     { 4, MVT::v32i8, 80 }, //(load 128i8 and) deinterleave into 4 x 32i8
2679
2680     { 8, MVT::v8f32, 40 }  //(load 64f32 and)deinterleave into 8 x 8f32
2681   };
2682
2683   static const CostTblEntry AVX2InterleavedStoreTbl[] = {
2684     { 2, MVT::v4i64, 6 }, //interleave into 2 x 4i64 into 8i64 (and store)
2685     { 2, MVT::v4f64, 6 }, //interleave into 2 x 4f64 into 8f64 (and store)
2686
2687     { 3, MVT::v2i8,  7 },  //interleave 3 x 2i8  into 6i8 (and store)
2688     { 3, MVT::v4i8,  8 },  //interleave 3 x 4i8  into 12i8 (and store)
2689     { 3, MVT::v8i8,  11 }, //interleave 3 x 8i8  into 24i8 (and store)
2690     { 3, MVT::v16i8, 11 }, //interleave 3 x 16i8 into 48i8 (and store)
2691     { 3, MVT::v32i8, 13 }, //interleave 3 x 32i8 into 96i8 (and store)
2692
2693     { 4, MVT::v2i8,  12 }, //interleave 4 x 2i8  into 8i8 (and store)
2694     { 4, MVT::v4i8,  9 },  //interleave 4 x 4i8  into 16i8 (and store)
2695     { 4, MVT::v8i8,  10 }, //interleave 4 x 8i8  into 32i8 (and store)
2696     { 4, MVT::v16i8, 10 }, //interleave 4 x 16i8 into 64i8 (and store)
2697     { 4, MVT::v32i8, 12 }  //interleave 4 x 32i8 into 128i8 (and store)
2698   };
2699
2700   if (Opcode == Instruction::Load) {
2701     if (const auto *Entry =
2702             CostTableLookup(AVX2InterleavedLoadTbl, Factor, ETy.getSimpleVT()))
2703       return NumOfMemOps * MemOpCost + Entry->Cost;
2704   } else {
2705     assert(Opcode == Instruction::Store &&
2706            "Expected Store Instruction at this  point");
2707     if (const auto *Entry =
2708             CostTableLookup(AVX2InterleavedStoreTbl, Factor, ETy.getSimpleVT()))
2709       return NumOfMemOps * MemOpCost + Entry->Cost;
2710   }
2711
2712   return BaseT::getInterleavedMemoryOpCost(Opcode, VecTy, Factor, Indices,
2713                                            Alignment, AddressSpace);
2714 }
2715
2716 // Get estimation for interleaved load/store operations and strided load.
2717 // \p Indices contains indices for strided load.
2718 // \p Factor - the factor of interleaving.
2719 // AVX-512 provides 3-src shuffles that significantly reduces the cost.
2720 int X86TTIImpl::getInterleavedMemoryOpCostAVX512(unsigned Opcode, Type *VecTy,
2721                                                  unsigned Factor,
2722                                                  ArrayRef<unsigned> Indices,
2723                                                  unsigned Alignment,
2724                                                  unsigned AddressSpace) {
2725
2726   // VecTy for interleave memop is <VF*Factor x Elt>.
2727   // So, for VF=4, Interleave Factor = 3, Element type = i32 we have
2728   // VecTy = <12 x i32>.
2729
2730   // Calculate the number of memory operations (NumOfMemOps), required
2731   // for load/store the VecTy.
2732   MVT LegalVT = getTLI()->getTypeLegalizationCost(DL, VecTy).second;
2733   unsigned VecTySize = DL.getTypeStoreSize(VecTy);
2734   unsigned LegalVTSize = LegalVT.getStoreSize();
2735   unsigned NumOfMemOps = (VecTySize + LegalVTSize - 1) / LegalVTSize;
2736
2737   // Get the cost of one memory operation.
2738   Type *SingleMemOpTy = VectorType::get(VecTy->getVectorElementType(),
2739                                         LegalVT.getVectorNumElements());
2740   unsigned MemOpCost =
2741       getMemoryOpCost(Opcode, SingleMemOpTy, Alignment, AddressSpace);
2742
2743   unsigned VF = VecTy->getVectorNumElements() / Factor;
2744   MVT VT = MVT::getVectorVT(MVT::getVT(VecTy->getScalarType()), VF);
2745
2746   if (Opcode == Instruction::Load) {
2747     // The tables (AVX512InterleavedLoadTbl and AVX512InterleavedStoreTbl)
2748     // contain the cost of the optimized shuffle sequence that the
2749     // X86InterleavedAccess pass will generate.
2750     // The cost of loads and stores are computed separately from the table.
2751
2752     // X86InterleavedAccess support only the following interleaved-access group.
2753     static const CostTblEntry AVX512InterleavedLoadTbl[] = {
2754         {3, MVT::v16i8, 12}, //(load 48i8 and) deinterleave into 3 x 16i8
2755         {3, MVT::v32i8, 14}, //(load 96i8 and) deinterleave into 3 x 32i8
2756         {3, MVT::v64i8, 22}, //(load 96i8 and) deinterleave into 3 x 32i8
2757     };
2758
2759     if (const auto *Entry =
2760             CostTableLookup(AVX512InterleavedLoadTbl, Factor, VT))
2761       return NumOfMemOps * MemOpCost + Entry->Cost;
2762     //If an entry does not exist, fallback to the default implementation.
2763
2764     // Kind of shuffle depends on number of loaded values.
2765     // If we load the entire data in one register, we can use a 1-src shuffle.
2766     // Otherwise, we'll merge 2 sources in each operation.
2767     TTI::ShuffleKind ShuffleKind =
2768         (NumOfMemOps > 1) ? TTI::SK_PermuteTwoSrc : TTI::SK_PermuteSingleSrc;
2769
2770     unsigned ShuffleCost =
2771         getShuffleCost(ShuffleKind, SingleMemOpTy, 0, nullptr);
2772
2773     unsigned NumOfLoadsInInterleaveGrp =
2774         Indices.size() ? Indices.size() : Factor;
2775     Type *ResultTy = VectorType::get(VecTy->getVectorElementType(),
2776                                      VecTy->getVectorNumElements() / Factor);
2777     unsigned NumOfResults =
2778         getTLI()->getTypeLegalizationCost(DL, ResultTy).first *
2779         NumOfLoadsInInterleaveGrp;
2780
2781     // About a half of the loads may be folded in shuffles when we have only
2782     // one result. If we have more than one result, we do not fold loads at all.
2783     unsigned NumOfUnfoldedLoads =
2784         NumOfResults > 1 ? NumOfMemOps : NumOfMemOps / 2;
2785
2786     // Get a number of shuffle operations per result.
2787     unsigned NumOfShufflesPerResult =
2788         std::max((unsigned)1, (unsigned)(NumOfMemOps - 1));
2789
2790     // The SK_MergeTwoSrc shuffle clobbers one of src operands.
2791     // When we have more than one destination, we need additional instructions
2792     // to keep sources.
2793     unsigned NumOfMoves = 0;
2794     if (NumOfResults > 1 && ShuffleKind == TTI::SK_PermuteTwoSrc)
2795       NumOfMoves = NumOfResults * NumOfShufflesPerResult / 2;
2796
2797     int Cost = NumOfResults * NumOfShufflesPerResult * ShuffleCost +
2798                NumOfUnfoldedLoads * MemOpCost + NumOfMoves;
2799
2800     return Cost;
2801   }
2802
2803   // Store.
2804   assert(Opcode == Instruction::Store &&
2805          "Expected Store Instruction at this  point");
2806   // X86InterleavedAccess support only the following interleaved-access group.
2807   static const CostTblEntry AVX512InterleavedStoreTbl[] = {
2808       {3, MVT::v16i8, 12}, // interleave 3 x 16i8 into 48i8 (and store)
2809       {3, MVT::v32i8, 14}, // interleave 3 x 32i8 into 96i8 (and store)
2810       {3, MVT::v64i8, 26}, // interleave 3 x 64i8 into 96i8 (and store)
2811
2812       {4, MVT::v8i8, 10},  // interleave 4 x 8i8  into 32i8  (and store)
2813       {4, MVT::v16i8, 11}, // interleave 4 x 16i8 into 64i8  (and store)
2814       {4, MVT::v32i8, 14}, // interleave 4 x 32i8 into 128i8 (and store)
2815       {4, MVT::v64i8, 24}  // interleave 4 x 32i8 into 256i8 (and store)
2816   };
2817
2818   if (const auto *Entry =
2819           CostTableLookup(AVX512InterleavedStoreTbl, Factor, VT))
2820     return NumOfMemOps * MemOpCost + Entry->Cost;
2821   //If an entry does not exist, fallback to the default implementation.
2822
2823   // There is no strided stores meanwhile. And store can't be folded in
2824   // shuffle.
2825   unsigned NumOfSources = Factor; // The number of values to be merged.
2826   unsigned ShuffleCost =
2827       getShuffleCost(TTI::SK_PermuteTwoSrc, SingleMemOpTy, 0, nullptr);
2828   unsigned NumOfShufflesPerStore = NumOfSources - 1;
2829
2830   // The SK_MergeTwoSrc shuffle clobbers one of src operands.
2831   // We need additional instructions to keep sources.
2832   unsigned NumOfMoves = NumOfMemOps * NumOfShufflesPerStore / 2;
2833   int Cost = NumOfMemOps * (MemOpCost + NumOfShufflesPerStore * ShuffleCost) +
2834              NumOfMoves;
2835   return Cost;
2836 }
2837
2838 int X86TTIImpl::getInterleavedMemoryOpCost(unsigned Opcode, Type *VecTy,
2839                                            unsigned Factor,
2840                                            ArrayRef<unsigned> Indices,
2841                                            unsigned Alignment,
2842                                            unsigned AddressSpace) {
2843   auto isSupportedOnAVX512 = [](Type *VecTy, bool HasBW) {
2844     Type *EltTy = VecTy->getVectorElementType();
2845     if (EltTy->isFloatTy() || EltTy->isDoubleTy() || EltTy->isIntegerTy(64) ||
2846         EltTy->isIntegerTy(32) || EltTy->isPointerTy())
2847       return true;
2848     if (EltTy->isIntegerTy(16) || EltTy->isIntegerTy(8))
2849       return HasBW;
2850     return false;
2851   };
2852   if (ST->hasAVX512() && isSupportedOnAVX512(VecTy, ST->hasBWI()))
2853     return getInterleavedMemoryOpCostAVX512(Opcode, VecTy, Factor, Indices,
2854                                             Alignment, AddressSpace);
2855   if (ST->hasAVX2())
2856     return getInterleavedMemoryOpCostAVX2(Opcode, VecTy, Factor, Indices,
2857                                           Alignment, AddressSpace);
2858
2859   return BaseT::getInterleavedMemoryOpCost(Opcode, VecTy, Factor, Indices,
2860                                            Alignment, AddressSpace);
2861 }