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
  17 #include "X86TargetTransformInfo.h"
  18 #include "llvm/Analysis/TargetTransformInfo.h"
  19 #include "llvm/CodeGen/BasicTTIImpl.h"
  20 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
  21 #include "llvm/Support/Debug.h"
  22 #include "llvm/Target/CostTable.h"
  23 #include "llvm/Target/TargetLowering.h"
  24
  25 using namespace llvm;
  26
  27 #define DEBUG_TYPE "x86tti"
  28
  29 //===----------------------------------------------------------------------===//
  30 //
  31 // X86 cost model.
  32 //
  33 //===----------------------------------------------------------------------===//
  34
  35 TargetTransformInfo::PopcntSupportKind
  36 X86TTIImpl::getPopcntSupport(unsigned TyWidth) {
  37   assert(isPowerOf2_32(TyWidth) && "Ty width must be power of 2");
  38   // TODO: Currently the __builtin_popcount() implementation using SSE3
  39   //   instructions is inefficient. Once the problem is fixed, we should
  40   //   call ST->hasSSE3() instead of ST->hasPOPCNT().
  41   return ST->hasPOPCNT() ? TTI::PSK_FastHardware : TTI::PSK_Software;
  42 }
  43
  44 unsigned X86TTIImpl::getNumberOfRegisters(bool Vector) {
  45   if (Vector && !ST->hasSSE1())
  46     return 0;
  47
  48   if (ST->is64Bit()) {
  49     if (Vector && ST->hasAVX512())
  50       return 32;
  51     return 16;
  52   }
  53   return 8;
  54 }
  55
  56 unsigned X86TTIImpl::getRegisterBitWidth(bool Vector) {
  57   if (Vector) {
  58     if (ST->hasAVX512()) return 512;
  59     if (ST->hasAVX()) return 256;
  60     if (ST->hasSSE1()) return 128;
  61     return 0;
  62   }
  63
  64   if (ST->is64Bit())
  65     return 64;
  66
  67   return 32;
  68 }
  69
  70 unsigned X86TTIImpl::getMaxInterleaveFactor(unsigned VF) {
  71   // If the loop will not be vectorized, don't interleave the loop.
  72   // Let regular unroll to unroll the loop, which saves the overflow
  73   // check and memory check cost.
  74   if (VF == 1)
  75     return 1;
  76
  77   if (ST->isAtom())
  78     return 1;
  79
  80   // Sandybridge and Haswell have multiple execution ports and pipelined
  81   // vector units.
  82   if (ST->hasAVX())
  83     return 4;
  84
  85   return 2;
  86 }
  87
  88 int X86TTIImpl::getArithmeticInstrCost(
  89     unsigned Opcode, Type *Ty, TTI::OperandValueKind Op1Info,
  90     TTI::OperandValueKind Op2Info, TTI::OperandValueProperties Opd1PropInfo,
  91     TTI::OperandValueProperties Opd2PropInfo) {
  92   // Legalize the type.
  93   std::pair<int, MVT> LT = TLI->getTypeLegalizationCost(DL, Ty);
  94
  95   int ISD = TLI->InstructionOpcodeToISD(Opcode);
  96   assert(ISD && "Invalid opcode");
  97
  98   if (ISD == ISD::SDIV &&
  99       Op2Info == TargetTransformInfo::OK_UniformConstantValue &&
 100       Opd2PropInfo == TargetTransformInfo::OP_PowerOf2) {
 101     // On X86, vector signed division by constants power-of-two are
 102     // normally expanded to the sequence SRA + SRL + ADD + SRA.
 103     // The OperandValue properties many not be same as that of previous
 104     // operation;conservatively assume OP_None.
 105     int Cost = 2 * getArithmeticInstrCost(Instruction::AShr, Ty, Op1Info,
 106                                           Op2Info, TargetTransformInfo::OP_None,
 107                                           TargetTransformInfo::OP_None);
 108     Cost += getArithmeticInstrCost(Instruction::LShr, Ty, Op1Info, Op2Info,
 109                                    TargetTransformInfo::OP_None,
 110                                    TargetTransformInfo::OP_None);
 111     Cost += getArithmeticInstrCost(Instruction::Add, Ty, Op1Info, Op2Info,
 112                                    TargetTransformInfo::OP_None,
 113                                    TargetTransformInfo::OP_None);
 114
 115     return Cost;
 116   }
 117
 118   static const CostTblEntry AVX2UniformConstCostTable[] = {
 119     { ISD::SRA,  MVT::v4i64,   4 }, // 2 x psrad + shuffle.
 120
 121     { ISD::SDIV, MVT::v16i16,  6 }, // vpmulhw sequence
 122     { ISD::UDIV, MVT::v16i16,  6 }, // vpmulhuw sequence
 123     { ISD::SDIV, MVT::v8i32,  15 }, // vpmuldq sequence
 124     { ISD::UDIV, MVT::v8i32,  15 }, // vpmuludq sequence
 125   };
 126
 127   if (Op2Info == TargetTransformInfo::OK_UniformConstantValue &&
 128       ST->hasAVX2()) {
 129     if (const auto *Entry = CostTableLookup(AVX2UniformConstCostTable, ISD,
 130                                             LT.second))
 131       return LT.first * Entry->Cost;
 132   }
 133
 134   static const CostTblEntry AVX512CostTable[] = {
 135     { ISD::SHL,     MVT::v16i32,    1 },
 136     { ISD::SRL,     MVT::v16i32,    1 },
 137     { ISD::SRA,     MVT::v16i32,    1 },
 138     { ISD::SHL,     MVT::v8i64,    1 },
 139     { ISD::SRL,     MVT::v8i64,    1 },
 140     { ISD::SRA,     MVT::v8i64,    1 },
 141   };
 142
 143   if (ST->hasAVX512()) {
 144     if (const auto *Entry = CostTableLookup(AVX512CostTable, ISD, LT.second))
 145       return LT.first * Entry->Cost;
 146   }
 147
 148   static const CostTblEntry AVX2CostTable[] = {
 149     // Shifts on v4i64/v8i32 on AVX2 is legal even though we declare to
 150     // customize them to detect the cases where shift amount is a scalar one.
 151     { ISD::SHL,     MVT::v4i32,    1 },
 152     { ISD::SRL,     MVT::v4i32,    1 },
 153     { ISD::SRA,     MVT::v4i32,    1 },
 154     { ISD::SHL,     MVT::v8i32,    1 },
 155     { ISD::SRL,     MVT::v8i32,    1 },
 156     { ISD::SRA,     MVT::v8i32,    1 },
 157     { ISD::SHL,     MVT::v2i64,    1 },
 158     { ISD::SRL,     MVT::v2i64,    1 },
 159     { ISD::SHL,     MVT::v4i64,    1 },
 160     { ISD::SRL,     MVT::v4i64,    1 },
 161   };
 162
 163   // Look for AVX2 lowering tricks.
 164   if (ST->hasAVX2()) {
 165     if (ISD == ISD::SHL && LT.second == MVT::v16i16 &&
 166         (Op2Info == TargetTransformInfo::OK_UniformConstantValue ||
 167          Op2Info == TargetTransformInfo::OK_NonUniformConstantValue))
 168       // On AVX2, a packed v16i16 shift left by a constant build_vector
 169       // is lowered into a vector multiply (vpmullw).
 170       return LT.first;
 171
 172     if (const auto *Entry = CostTableLookup(AVX2CostTable, ISD, LT.second))
 173       return LT.first * Entry->Cost;
 174   }
 175
 176   static const CostTblEntry XOPCostTable[] = {
 177     // 128bit shifts take 1cy, but right shifts require negation beforehand.
 178     { ISD::SHL,     MVT::v16i8,    1 },
 179     { ISD::SRL,     MVT::v16i8,    2 },
 180     { ISD::SRA,     MVT::v16i8,    2 },
 181     { ISD::SHL,     MVT::v8i16,    1 },
 182     { ISD::SRL,     MVT::v8i16,    2 },
 183     { ISD::SRA,     MVT::v8i16,    2 },
 184     { ISD::SHL,     MVT::v4i32,    1 },
 185     { ISD::SRL,     MVT::v4i32,    2 },
 186     { ISD::SRA,     MVT::v4i32,    2 },
 187     { ISD::SHL,     MVT::v2i64,    1 },
 188     { ISD::SRL,     MVT::v2i64,    2 },
 189     { ISD::SRA,     MVT::v2i64,    2 },
 190     // 256bit shifts require splitting if AVX2 didn't catch them above.
 191     { ISD::SHL,     MVT::v32i8,    2 },
 192     { ISD::SRL,     MVT::v32i8,    4 },
 193     { ISD::SRA,     MVT::v32i8,    4 },
 194     { ISD::SHL,     MVT::v16i16,   2 },
 195     { ISD::SRL,     MVT::v16i16,   4 },
 196     { ISD::SRA,     MVT::v16i16,   4 },
 197     { ISD::SHL,     MVT::v8i32,    2 },
 198     { ISD::SRL,     MVT::v8i32,    4 },
 199     { ISD::SRA,     MVT::v8i32,    4 },
 200     { ISD::SHL,     MVT::v4i64,    2 },
 201     { ISD::SRL,     MVT::v4i64,    4 },
 202     { ISD::SRA,     MVT::v4i64,    4 },
 203   };
 204
 205   // Look for XOP lowering tricks.
 206   if (ST->hasXOP()) {
 207     if (const auto *Entry = CostTableLookup(XOPCostTable, ISD, LT.second))
 208       return LT.first * Entry->Cost;
 209   }
 210
 211   static const CostTblEntry AVX2CustomCostTable[] = {
 212     { ISD::SHL,  MVT::v32i8,      11 }, // vpblendvb sequence.
 213     { ISD::SHL,  MVT::v16i16,     10 }, // extend/vpsrlvd/pack sequence.
 214
 215     { ISD::SRL,  MVT::v32i8,      11 }, // vpblendvb sequence.
 216     { ISD::SRL,  MVT::v16i16,     10 }, // extend/vpsrlvd/pack sequence.
 217
 218     { ISD::SRA,  MVT::v32i8,      24 }, // vpblendvb sequence.
 219     { ISD::SRA,  MVT::v16i16,     10 }, // extend/vpsravd/pack sequence.
 220     { ISD::SRA,  MVT::v2i64,       4 }, // srl/xor/sub sequence.
 221     { ISD::SRA,  MVT::v4i64,       4 }, // srl/xor/sub sequence.
 222
 223     // Vectorizing division is a bad idea. See the SSE2 table for more comments.
 224     { ISD::SDIV,  MVT::v32i8,  32*20 },
 225     { ISD::SDIV,  MVT::v16i16, 16*20 },
 226     { ISD::SDIV,  MVT::v8i32,  8*20 },
 227     { ISD::SDIV,  MVT::v4i64,  4*20 },
 228     { ISD::UDIV,  MVT::v32i8,  32*20 },
 229     { ISD::UDIV,  MVT::v16i16, 16*20 },
 230     { ISD::UDIV,  MVT::v8i32,  8*20 },
 231     { ISD::UDIV,  MVT::v4i64,  4*20 },
 232   };
 233
 234   // Look for AVX2 lowering tricks for custom cases.
 235   if (ST->hasAVX2()) {
 236     if (const auto *Entry = CostTableLookup(AVX2CustomCostTable, ISD,
 237                                             LT.second))
 238       return LT.first * Entry->Cost;
 239   }
 240
 241   static const CostTblEntry
 242   SSE2UniformConstCostTable[] = {
 243     // We don't correctly identify costs of casts because they are marked as
 244     // custom.
 245     // Constant splats are cheaper for the following instructions.
 246     { ISD::SHL,  MVT::v16i8,  1 }, // psllw.
 247     { ISD::SHL,  MVT::v32i8,  2 }, // psllw.
 248     { ISD::SHL,  MVT::v8i16,  1 }, // psllw.
 249     { ISD::SHL,  MVT::v16i16, 2 }, // psllw.
 250     { ISD::SHL,  MVT::v4i32,  1 }, // pslld
 251     { ISD::SHL,  MVT::v8i32,  2 }, // pslld
 252     { ISD::SHL,  MVT::v2i64,  1 }, // psllq.
 253     { ISD::SHL,  MVT::v4i64,  2 }, // psllq.
 254
 255     { ISD::SRL,  MVT::v16i8,  1 }, // psrlw.
 256     { ISD::SRL,  MVT::v32i8,  2 }, // psrlw.
 257     { ISD::SRL,  MVT::v8i16,  1 }, // psrlw.
 258     { ISD::SRL,  MVT::v16i16, 2 }, // psrlw.
 259     { ISD::SRL,  MVT::v4i32,  1 }, // psrld.
 260     { ISD::SRL,  MVT::v8i32,  2 }, // psrld.
 261     { ISD::SRL,  MVT::v2i64,  1 }, // psrlq.
 262     { ISD::SRL,  MVT::v4i64,  2 }, // psrlq.
 263
 264     { ISD::SRA,  MVT::v16i8,  4 }, // psrlw, pand, pxor, psubb.
 265     { ISD::SRA,  MVT::v32i8,  8 }, // psrlw, pand, pxor, psubb.
 266     { ISD::SRA,  MVT::v8i16,  1 }, // psraw.
 267     { ISD::SRA,  MVT::v16i16, 2 }, // psraw.
 268     { ISD::SRA,  MVT::v4i32,  1 }, // psrad.
 269     { ISD::SRA,  MVT::v8i32,  2 }, // psrad.
 270     { ISD::SRA,  MVT::v2i64,  4 }, // 2 x psrad + shuffle.
 271     { ISD::SRA,  MVT::v4i64,  8 }, // 2 x psrad + shuffle.
 272
 273     { ISD::SDIV, MVT::v8i16,  6 }, // pmulhw sequence
 274     { ISD::UDIV, MVT::v8i16,  6 }, // pmulhuw sequence
 275     { ISD::SDIV, MVT::v4i32, 19 }, // pmuludq sequence
 276     { ISD::UDIV, MVT::v4i32, 15 }, // pmuludq sequence
 277   };
 278
 279   if (Op2Info == TargetTransformInfo::OK_UniformConstantValue &&
 280       ST->hasSSE2()) {
 281     // pmuldq sequence.
 282     if (ISD == ISD::SDIV && LT.second == MVT::v4i32 && ST->hasSSE41())
 283       return LT.first * 15;
 284
 285     if (const auto *Entry = CostTableLookup(SSE2UniformConstCostTable, ISD,
 286                                             LT.second))
 287       return LT.first * Entry->Cost;
 288   }
 289
 290   if (ISD == ISD::SHL &&
 291       Op2Info == TargetTransformInfo::OK_NonUniformConstantValue) {
 292     MVT VT = LT.second;
 293     // Vector shift left by non uniform constant can be lowered
 294     // into vector multiply (pmullw/pmulld).
 295     if ((VT == MVT::v8i16 && ST->hasSSE2()) ||
 296         (VT == MVT::v4i32 && ST->hasSSE41()))
 297       return LT.first;
 298
 299     // v16i16 and v8i32 shifts by non-uniform constants are lowered into a
 300     // sequence of extract + two vector multiply + insert.
 301     if ((VT == MVT::v8i32 || VT == MVT::v16i16) &&
 302        (ST->hasAVX() && !ST->hasAVX2()))
 303       ISD = ISD::MUL;
 304
 305     // A vector shift left by non uniform constant is converted
 306     // into a vector multiply; the new multiply is eventually
 307     // lowered into a sequence of shuffles and 2 x pmuludq.
 308     if (VT == MVT::v4i32 && ST->hasSSE2())
 309       ISD = ISD::MUL;
 310   }
 311
 312   static const CostTblEntry SSE2CostTable[] = {
 313     // We don't correctly identify costs of casts because they are marked as
 314     // custom.
 315     // For some cases, where the shift amount is a scalar we would be able
 316     // to generate better code. Unfortunately, when this is the case the value
 317     // (the splat) will get hoisted out of the loop, thereby making it invisible
 318     // to ISel. The cost model must return worst case assumptions because it is
 319     // used for vectorization and we don't want to make vectorized code worse
 320     // than scalar code.
 321     { ISD::SHL,  MVT::v16i8,    26 }, // cmpgtb sequence.
 322     { ISD::SHL,  MVT::v32i8,  2*26 }, // cmpgtb sequence.
 323     { ISD::SHL,  MVT::v8i16,    32 }, // cmpgtb sequence.
 324     { ISD::SHL,  MVT::v16i16, 2*32 }, // cmpgtb sequence.
 325     { ISD::SHL,  MVT::v4i32,   2*5 }, // We optimized this using mul.
 326     { ISD::SHL,  MVT::v8i32, 2*2*5 }, // We optimized this using mul.
 327     { ISD::SHL,  MVT::v2i64,     4 }, // splat+shuffle sequence.
 328     { ISD::SHL,  MVT::v4i64,   2*4 }, // splat+shuffle sequence.
 329
 330     { ISD::SRL,  MVT::v16i8,    26 }, // cmpgtb sequence.
 331     { ISD::SRL,  MVT::v32i8,  2*26 }, // cmpgtb sequence.
 332     { ISD::SRL,  MVT::v8i16,    32 }, // cmpgtb sequence.
 333     { ISD::SRL,  MVT::v16i16, 2*32 }, // cmpgtb sequence.
 334     { ISD::SRL,  MVT::v4i32,    16 }, // Shift each lane + blend.
 335     { ISD::SRL,  MVT::v8i32,  2*16 }, // Shift each lane + blend.
 336     { ISD::SRL,  MVT::v2i64,     4 }, // splat+shuffle sequence.
 337     { ISD::SRL,  MVT::v4i64,   2*4 }, // splat+shuffle sequence.
 338
 339     { ISD::SRA,  MVT::v16i8,    54 }, // unpacked cmpgtb sequence.
 340     { ISD::SRA,  MVT::v32i8,  2*54 }, // unpacked cmpgtb sequence.
 341     { ISD::SRA,  MVT::v8i16,    32 }, // cmpgtb sequence.
 342     { ISD::SRA,  MVT::v16i16, 2*32 }, // cmpgtb sequence.
 343     { ISD::SRA,  MVT::v4i32,    16 }, // Shift each lane + blend.
 344     { ISD::SRA,  MVT::v8i32,  2*16 }, // Shift each lane + blend.
 345     { ISD::SRA,  MVT::v2i64,    12 }, // srl/xor/sub sequence.
 346     { ISD::SRA,  MVT::v4i64,  2*12 }, // srl/xor/sub sequence.
 347
 348     // It is not a good idea to vectorize division. We have to scalarize it and
 349     // in the process we will often end up having to spilling regular
 350     // registers. The overhead of division is going to dominate most kernels
 351     // anyways so try hard to prevent vectorization of division - it is
 352     // generally a bad idea. Assume somewhat arbitrarily that we have to be able
 353     // to hide "20 cycles" for each lane.
 354     { ISD::SDIV,  MVT::v16i8,  16*20 },
 355     { ISD::SDIV,  MVT::v8i16,  8*20 },
 356     { ISD::SDIV,  MVT::v4i32,  4*20 },
 357     { ISD::SDIV,  MVT::v2i64,  2*20 },
 358     { ISD::UDIV,  MVT::v16i8,  16*20 },
 359     { ISD::UDIV,  MVT::v8i16,  8*20 },
 360     { ISD::UDIV,  MVT::v4i32,  4*20 },
 361     { ISD::UDIV,  MVT::v2i64,  2*20 },
 362   };
 363
 364   if (ST->hasSSE2()) {
 365     if (const auto *Entry = CostTableLookup(SSE2CostTable, ISD, LT.second))
 366       return LT.first * Entry->Cost;
 367   }
 368
 369   static const CostTblEntry AVX1CostTable[] = {
 370     // We don't have to scalarize unsupported ops. We can issue two half-sized
 371     // operations and we only need to extract the upper YMM half.
 372     // Two ops + 1 extract + 1 insert = 4.
 373     { ISD::MUL,     MVT::v16i16,   4 },
 374     { ISD::MUL,     MVT::v8i32,    4 },
 375     { ISD::SUB,     MVT::v8i32,    4 },
 376     { ISD::ADD,     MVT::v8i32,    4 },
 377     { ISD::SUB,     MVT::v4i64,    4 },
 378     { ISD::ADD,     MVT::v4i64,    4 },
 379     // A v4i64 multiply is custom lowered as two split v2i64 vectors that then
 380     // are lowered as a series of long multiplies(3), shifts(4) and adds(2)
 381     // Because we believe v4i64 to be a legal type, we must also include the
 382     // split factor of two in the cost table. Therefore, the cost here is 18
 383     // instead of 9.
 384     { ISD::MUL,     MVT::v4i64,    18 },
 385   };
 386
 387   // Look for AVX1 lowering tricks.
 388   if (ST->hasAVX() && !ST->hasAVX2()) {
 389     MVT VT = LT.second;
 390
 391     if (const auto *Entry = CostTableLookup(AVX1CostTable, ISD, VT))
 392       return LT.first * Entry->Cost;
 393   }
 394
 395   // Custom lowering of vectors.
 396   static const CostTblEntry CustomLowered[] = {
 397     // A v2i64/v4i64 and multiply is custom lowered as a series of long
 398     // multiplies(3), shifts(4) and adds(2).
 399     { ISD::MUL,     MVT::v2i64,    9 },
 400     { ISD::MUL,     MVT::v4i64,    9 },
 401   };
 402   if (const auto *Entry = CostTableLookup(CustomLowered, ISD, LT.second))
 403     return LT.first * Entry->Cost;
 404
 405   // Special lowering of v4i32 mul on sse2, sse3: Lower v4i32 mul as 2x shuffle,
 406   // 2x pmuludq, 2x shuffle.
 407   if (ISD == ISD::MUL && LT.second == MVT::v4i32 && ST->hasSSE2() &&
 408       !ST->hasSSE41())
 409     return LT.first * 6;
 410
 411   // Fallback to the default implementation.
 412   return BaseT::getArithmeticInstrCost(Opcode, Ty, Op1Info, Op2Info);
 413 }
 414
 415 int X86TTIImpl::getShuffleCost(TTI::ShuffleKind Kind, Type *Tp, int Index,
 416                                Type *SubTp) {
 417   // We only estimate the cost of reverse and alternate shuffles.
 418   if (Kind != TTI::SK_Reverse && Kind != TTI::SK_Alternate)
 419     return BaseT::getShuffleCost(Kind, Tp, Index, SubTp);
 420
 421   if (Kind == TTI::SK_Reverse) {
 422     std::pair<int, MVT> LT = TLI->getTypeLegalizationCost(DL, Tp);
 423     int Cost = 1;
 424     if (LT.second.getSizeInBits() > 128)
 425       Cost = 3; // Extract + insert + copy.
 426
 427     // Multiple by the number of parts.
 428     return Cost * LT.first;
 429   }
 430
 431   if (Kind == TTI::SK_Alternate) {
 432     // 64-bit packed float vectors (v2f32) are widened to type v4f32.
 433     // 64-bit packed integer vectors (v2i32) are promoted to type v2i64.
 434     std::pair<int, MVT> LT = TLI->getTypeLegalizationCost(DL, Tp);
 435
 436     // The backend knows how to generate a single VEX.256 version of
 437     // instruction VPBLENDW if the target supports AVX2.
 438     if (ST->hasAVX2() && LT.second == MVT::v16i16)
 439       return LT.first;
 440
 441     static const CostTblEntry AVXAltShuffleTbl[] = {
 442       {ISD::VECTOR_SHUFFLE, MVT::v4i64, 1},  // vblendpd
 443       {ISD::VECTOR_SHUFFLE, MVT::v4f64, 1},  // vblendpd
 444
 445       {ISD::VECTOR_SHUFFLE, MVT::v8i32, 1},  // vblendps
 446       {ISD::VECTOR_SHUFFLE, MVT::v8f32, 1},  // vblendps
 447
 448       // This shuffle is custom lowered into a sequence of:
 449       //  2x  vextractf128 , 2x vpblendw , 1x vinsertf128
 450       {ISD::VECTOR_SHUFFLE, MVT::v16i16, 5},
 451
 452       // This shuffle is custom lowered into a long sequence of:
 453       //  2x vextractf128 , 4x vpshufb , 2x vpor ,  1x vinsertf128
 454       {ISD::VECTOR_SHUFFLE, MVT::v32i8, 9}
 455     };
 456
 457     if (ST->hasAVX())
 458       if (const auto *Entry = CostTableLookup(AVXAltShuffleTbl,
 459                                               ISD::VECTOR_SHUFFLE, LT.second))
 460         return LT.first * Entry->Cost;
 461
 462     static const CostTblEntry SSE41AltShuffleTbl[] = {
 463       // These are lowered into movsd.
 464       {ISD::VECTOR_SHUFFLE, MVT::v2i64, 1},
 465       {ISD::VECTOR_SHUFFLE, MVT::v2f64, 1},
 466
 467       // packed float vectors with four elements are lowered into BLENDI dag
 468       // nodes. A v4i32/v4f32 BLENDI generates a single 'blendps'/'blendpd'.
 469       {ISD::VECTOR_SHUFFLE, MVT::v4i32, 1},
 470       {ISD::VECTOR_SHUFFLE, MVT::v4f32, 1},
 471
 472       // This shuffle generates a single pshufw.
 473       {ISD::VECTOR_SHUFFLE, MVT::v8i16, 1},
 474
 475       // There is no instruction that matches a v16i8 alternate shuffle.
 476       // The backend will expand it into the sequence 'pshufb + pshufb + or'.
 477       {ISD::VECTOR_SHUFFLE, MVT::v16i8, 3}
 478     };
 479
 480     if (ST->hasSSE41())
 481       if (const auto *Entry = CostTableLookup(SSE41AltShuffleTbl, ISD::VECTOR_SHUFFLE,
 482                                               LT.second))
 483         return LT.first * Entry->Cost;
 484
 485     static const CostTblEntry SSSE3AltShuffleTbl[] = {
 486       {ISD::VECTOR_SHUFFLE, MVT::v2i64, 1},  // movsd
 487       {ISD::VECTOR_SHUFFLE, MVT::v2f64, 1},  // movsd
 488
 489       // SSE3 doesn't have 'blendps'. The following shuffles are expanded into
 490       // the sequence 'shufps + pshufd'
 491       {ISD::VECTOR_SHUFFLE, MVT::v4i32, 2},
 492       {ISD::VECTOR_SHUFFLE, MVT::v4f32, 2},
 493
 494       {ISD::VECTOR_SHUFFLE, MVT::v8i16, 3}, // pshufb + pshufb + or
 495       {ISD::VECTOR_SHUFFLE, MVT::v16i8, 3}  // pshufb + pshufb + or
 496     };
 497
 498     if (ST->hasSSSE3())
 499       if (const auto *Entry = CostTableLookup(SSSE3AltShuffleTbl,
 500                                               ISD::VECTOR_SHUFFLE, LT.second))
 501         return LT.first * Entry->Cost;
 502
 503     static const CostTblEntry SSEAltShuffleTbl[] = {
 504       {ISD::VECTOR_SHUFFLE, MVT::v2i64, 1},  // movsd
 505       {ISD::VECTOR_SHUFFLE, MVT::v2f64, 1},  // movsd
 506
 507       {ISD::VECTOR_SHUFFLE, MVT::v4i32, 2}, // shufps + pshufd
 508       {ISD::VECTOR_SHUFFLE, MVT::v4f32, 2}, // shufps + pshufd
 509
 510       // This is expanded into a long sequence of four extract + four insert.
 511       {ISD::VECTOR_SHUFFLE, MVT::v8i16, 8}, // 4 x pextrw + 4 pinsrw.
 512
 513       // 8 x (pinsrw + pextrw + and + movb + movzb + or)
 514       {ISD::VECTOR_SHUFFLE, MVT::v16i8, 48}
 515     };
 516
 517     // Fall-back (SSE3 and SSE2).
 518     if (const auto *Entry = CostTableLookup(SSEAltShuffleTbl,
 519                                             ISD::VECTOR_SHUFFLE, LT.second))
 520       return LT.first * Entry->Cost;
 521     return BaseT::getShuffleCost(Kind, Tp, Index, SubTp);
 522   }
 523
 524   return BaseT::getShuffleCost(Kind, Tp, Index, SubTp);
 525 }
 526
 527 int X86TTIImpl::getCastInstrCost(unsigned Opcode, Type *Dst, Type *Src) {
 528   int ISD = TLI->InstructionOpcodeToISD(Opcode);
 529   assert(ISD && "Invalid opcode");
 530
 531   // FIXME: Need a better design of the cost table to handle non-simple types of
 532   // potential massive combinations (elem_num x src_type x dst_type).
 533
 534   static const TypeConversionCostTblEntry AVX512DQConversionTbl[] = {
 535     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v2f32,  MVT::v2i64,  1 },
 536     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v2f64,  MVT::v2i64,  1 },
 537     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v4f32,  MVT::v4i64,  1 },
 538     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v4f64,  MVT::v4i64,  1 },
 539     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v8f32,  MVT::v8i64,  1 },
 540     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v8f64,  MVT::v8i64,  1 },
 541
 542     { ISD::FP_TO_UINT,  MVT::v2i64, MVT::v2f32, 1 },
 543     { ISD::FP_TO_UINT,  MVT::v4i64, MVT::v4f32, 1 },
 544     { ISD::FP_TO_UINT,  MVT::v8i64, MVT::v8f32, 1 },
 545     { ISD::FP_TO_UINT,  MVT::v2i64, MVT::v2f64, 1 },
 546     { ISD::FP_TO_UINT,  MVT::v4i64, MVT::v4f64, 1 },
 547     { ISD::FP_TO_UINT,  MVT::v8i64, MVT::v8f64, 1 },
 548   };
 549
 550   // TODO: For AVX512DQ + AVX512VL, we also have cheap casts for 128-bit and
 551   // 256-bit wide vectors.
 552
 553   static const TypeConversionCostTblEntry AVX512FConversionTbl[] = {
 554     { ISD::FP_EXTEND, MVT::v8f64,   MVT::v8f32,  1 },
 555     { ISD::FP_EXTEND, MVT::v8f64,   MVT::v16f32, 3 },
 556     { ISD::FP_ROUND,  MVT::v8f32,   MVT::v8f64,  1 },
 557
 558     { ISD::TRUNCATE,  MVT::v16i8,   MVT::v16i32, 1 },
 559     { ISD::TRUNCATE,  MVT::v16i16,  MVT::v16i32, 1 },
 560     { ISD::TRUNCATE,  MVT::v8i16,   MVT::v8i64,  1 },
 561     { ISD::TRUNCATE,  MVT::v8i32,   MVT::v8i64,  1 },
 562
 563     // v16i1 -> v16i32 - load + broadcast
 564     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v16i32, MVT::v16i1,  2 },
 565     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v16i32, MVT::v16i1,  2 },
 566     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v16i32, MVT::v16i8,  1 },
 567     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v16i32, MVT::v16i8,  1 },
 568     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v16i32, MVT::v16i16, 1 },
 569     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v16i32, MVT::v16i16, 1 },
 570     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v8i64,  MVT::v8i16,  1 },
 571     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v8i64,  MVT::v8i16,  1 },
 572     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v8i64,  MVT::v8i32,  1 },
 573     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v8i64,  MVT::v8i32,  1 },
 574
 575     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v8f64,  MVT::v8i1,   4 },
 576     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v16f32, MVT::v16i1,  3 },
 577     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v8f64,  MVT::v8i8,   2 },
 578     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v16f32, MVT::v16i8,  2 },
 579     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v8f64,  MVT::v8i16,  2 },
 580     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v16f32, MVT::v16i16, 2 },
 581     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v16f32, MVT::v16i32, 1 },
 582     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v8f64,  MVT::v8i32,  1 },
 583     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v8f32,  MVT::v8i64, 26 },
 584     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v8f64,  MVT::v8i64, 26 },
 585
 586     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v8f64,  MVT::v8i1,   4 },
 587     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v16f32, MVT::v16i1,  3 },
 588     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v2f64,  MVT::v2i8,   2 },
 589     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v4f64,  MVT::v4i8,   2 },
 590     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v8f32,  MVT::v8i8,   2 },
 591     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v8f64,  MVT::v8i8,   2 },
 592     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v16f32, MVT::v16i8,  2 },
 593     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v2f64,  MVT::v2i16,  5 },
 594     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v4f64,  MVT::v4i16,  2 },
 595     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v8f32,  MVT::v8i16,  2 },
 596     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v8f64,  MVT::v8i16,  2 },
 597     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v16f32, MVT::v16i16, 2 },
 598     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v2f32,  MVT::v2i32,  2 },
 599     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v2f64,  MVT::v2i32,  1 },
 600     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v4f32,  MVT::v4i32,  1 },
 601     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v4f64,  MVT::v4i32,  1 },
 602     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v8f32,  MVT::v8i32,  1 },
 603     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v8f64,  MVT::v8i32,  1 },
 604     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v16f32, MVT::v16i32, 1 },
 605     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v2f32,  MVT::v2i64,  5 },
 606     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v2f64,  MVT::v2i64,  5 },
 607     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v4f64,  MVT::v4i64, 12 },
 608     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v8f64,  MVT::v8i64, 26 },
 609
 610     { ISD::FP_TO_UINT,  MVT::v2i32,  MVT::v2f32,  1 },
 611     { ISD::FP_TO_UINT,  MVT::v4i32,  MVT::v4f32,  1 },
 612     { ISD::FP_TO_UINT,  MVT::v8i32,  MVT::v8f32,  1 },
 613     { ISD::FP_TO_UINT,  MVT::v16i32, MVT::v16f32, 1 },
 614   };
 615
 616   static const TypeConversionCostTblEntry AVX2ConversionTbl[] = {
 617     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v4i64,  MVT::v4i1,   3 },
 618     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v4i64,  MVT::v4i1,   3 },
 619     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v8i32,  MVT::v8i1,   3 },
 620     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v8i32,  MVT::v8i1,   3 },
 621     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v4i64,  MVT::v4i8,   3 },
 622     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v4i64,  MVT::v4i8,   3 },
 623     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v8i32,  MVT::v8i8,   3 },
 624     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v8i32,  MVT::v8i8,   3 },
 625     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v16i16, MVT::v16i8,  1 },
 626     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v16i16, MVT::v16i8,  1 },
 627     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v4i64,  MVT::v4i16,  3 },
 628     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v4i64,  MVT::v4i16,  3 },
 629     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v8i32,  MVT::v8i16,  1 },
 630     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v8i32,  MVT::v8i16,  1 },
 631     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v4i64,  MVT::v4i32,  1 },
 632     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v4i64,  MVT::v4i32,  1 },
 633
 634     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v4i8,   MVT::v4i64,  2 },
 635     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v4i16,  MVT::v4i64,  2 },
 636     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v4i32,  MVT::v4i64,  2 },
 637     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v8i8,   MVT::v8i32,  2 },
 638     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v8i16,  MVT::v8i32,  2 },
 639     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v8i32,  MVT::v8i64,  4 },
 640
 641     { ISD::FP_EXTEND,   MVT::v8f64,  MVT::v8f32,  3 },
 642     { ISD::FP_ROUND,    MVT::v8f32,  MVT::v8f64,  3 },
 643
 644     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v8f32,  MVT::v8i32,  8 },
 645   };
 646
 647   static const TypeConversionCostTblEntry AVXConversionTbl[] = {
 648     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v4i64,  MVT::v4i1,  6 },
 649     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v4i64,  MVT::v4i1,  4 },
 650     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v8i32,  MVT::v8i1,  7 },
 651     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v8i32,  MVT::v8i1,  4 },
 652     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v4i64,  MVT::v4i8,  6 },
 653     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v4i64,  MVT::v4i8,  4 },
 654     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v8i32,  MVT::v8i8,  7 },
 655     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v8i32,  MVT::v8i8,  4 },
 656     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v16i16, MVT::v16i8, 4 },
 657     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v16i16, MVT::v16i8, 4 },
 658     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v4i64,  MVT::v4i16, 6 },
 659     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v4i64,  MVT::v4i16, 3 },
 660     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v8i32,  MVT::v8i16, 4 },
 661     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v8i32,  MVT::v8i16, 4 },
 662     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v4i64,  MVT::v4i32, 4 },
 663     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v4i64,  MVT::v4i32, 4 },
 664
 665     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v16i8, MVT::v16i16, 4 },
 666     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v8i8,  MVT::v8i32,  4 },
 667     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v8i16, MVT::v8i32,  5 },
 668     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v4i8,  MVT::v4i64,  4 },
 669     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v4i16, MVT::v4i64,  4 },
 670     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v4i32, MVT::v4i64,  4 },
 671     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v8i32, MVT::v8i64,  9 },
 672
 673     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v4f32, MVT::v4i1,  3 },
 674     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v4f64, MVT::v4i1,  3 },
 675     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v8f32, MVT::v8i1,  8 },
 676     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v4f32, MVT::v4i8,  3 },
 677     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v4f64, MVT::v4i8,  3 },
 678     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v8f32, MVT::v8i8,  8 },
 679     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v4f32, MVT::v4i16, 3 },
 680     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v4f64, MVT::v4i16, 3 },
 681     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v8f32, MVT::v8i16, 5 },
 682     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v4f32, MVT::v4i32, 1 },
 683     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v4f64, MVT::v4i32, 1 },
 684     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v8f32, MVT::v8i32, 1 },
 685
 686     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v4f32, MVT::v4i1,  7 },
 687     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v4f64, MVT::v4i1,  7 },
 688     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v8f32, MVT::v8i1,  6 },
 689     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v4f32, MVT::v4i8,  2 },
 690     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v4f64, MVT::v4i8,  2 },
 691     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v8f32, MVT::v8i8,  5 },
 692     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v4f32, MVT::v4i16, 2 },
 693     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v4f64, MVT::v4i16, 2 },
 694     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v8f32, MVT::v8i16, 5 },
 695     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v2f64, MVT::v2i32, 6 },
 696     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v4f32, MVT::v4i32, 6 },
 697     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v4f64, MVT::v4i32, 6 },
 698     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v8f32, MVT::v8i32, 9 },
 699     // The generic code to compute the scalar overhead is currently broken.
 700     // Workaround this limitation by estimating the scalarization overhead
 701     // here. We have roughly 10 instructions per scalar element.
 702     // Multiply that by the vector width.
 703     // FIXME: remove that when PR19268 is fixed.
 704     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v2f64, MVT::v2i64, 10 },
 705     { ISD::UINT_TO_FP,  MVT::v4f64, MVT::v4i64, 20 },
 706     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v4f64, MVT::v4i64, 13 },
 707     { ISD::SINT_TO_FP,  MVT::v4f64, MVT::v4i64, 13 },
 708
 709     { ISD::FP_TO_SINT,  MVT::v4i8,  MVT::v4f32, 1 },
 710     { ISD::FP_TO_SINT,  MVT::v8i8,  MVT::v8f32, 7 },
 711     // This node is expanded into scalarized operations but BasicTTI is overly
 712     // optimistic estimating its cost.  It computes 3 per element (one
 713     // vector-extract, one scalar conversion and one vector-insert).  The
 714     // problem is that the inserts form a read-modify-write chain so latency
 715     // should be factored in too.  Inflating the cost per element by 1.
 716     { ISD::FP_TO_UINT,  MVT::v8i32, MVT::v8f32, 8*4 },
 717     { ISD::FP_TO_UINT,  MVT::v4i32, MVT::v4f64, 4*4 },
 718
 719     { ISD::FP_EXTEND,   MVT::v4f64,  MVT::v4f32,  1 },
 720     { ISD::FP_ROUND,    MVT::v4f32,  MVT::v4f64,  1 },
 721   };
 722
 723   static const TypeConversionCostTblEntry SSE41ConversionTbl[] = {
 724     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v4i64, MVT::v4i8,    2 },
 725     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v4i64, MVT::v4i8,    2 },
 726     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v4i64, MVT::v4i16,   2 },
 727     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v4i64, MVT::v4i16,   2 },
 728     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v4i64, MVT::v4i32,   2 },
 729     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v4i64, MVT::v4i32,   2 },
 730
 731     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v4i16,  MVT::v4i8,   1 },
 732     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v4i16,  MVT::v4i8,   2 },
 733     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v4i32,  MVT::v4i8,   1 },
 734     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v4i32,  MVT::v4i8,   1 },
 735     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v8i16,  MVT::v8i8,   1 },
 736     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v8i16,  MVT::v8i8,   1 },
 737     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v8i32,  MVT::v8i8,   2 },
 738     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v8i32,  MVT::v8i8,   2 },
 739     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v16i16, MVT::v16i8,  2 },
 740     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v16i16, MVT::v16i8,  2 },
 741     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v16i32, MVT::v16i8,  4 },
 742     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v16i32, MVT::v16i8,  4 },
 743     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v4i32,  MVT::v4i16,  1 },
 744     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v4i32,  MVT::v4i16,  1 },
 745     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v8i32,  MVT::v8i16,  2 },
 746     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v8i32,  MVT::v8i16,  2 },
 747     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v16i32, MVT::v16i16, 4 },
 748     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v16i32, MVT::v16i16, 4 },
 749
 750     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v4i8,   MVT::v4i16,  2 },
 751     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v8i8,   MVT::v8i16,  1 },
 752     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v4i8,   MVT::v4i32,  1 },
 753     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v4i16,  MVT::v4i32,  1 },
 754     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v8i8,   MVT::v8i32,  3 },
 755     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v8i16,  MVT::v8i32,  3 },
 756     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v16i16, MVT::v16i32, 6 },
 757
 758   };
 759
 760   static const TypeConversionCostTblEntry SSE2ConversionTbl[] = {
 761     // These are somewhat magic numbers justified by looking at the output of
 762     // Intel's IACA, running some kernels and making sure when we take
 763     // legalization into account the throughput will be overestimated.
 764     { ISD::SINT_TO_FP, MVT::v4f32, MVT::v16i8, 8 },
 765     { ISD::SINT_TO_FP, MVT::v2f64, MVT::v16i8, 16*10 },
 766     { ISD::SINT_TO_FP, MVT::v4f32, MVT::v8i16, 15 },
 767     { ISD::SINT_TO_FP, MVT::v2f64, MVT::v8i16, 8*10 },
 768     { ISD::SINT_TO_FP, MVT::v4f32, MVT::v4i32, 5 },
 769     { ISD::SINT_TO_FP, MVT::v2f64, MVT::v4i32, 4*10 },
 770     { ISD::SINT_TO_FP, MVT::v4f32, MVT::v2i64, 15 },
 771     { ISD::SINT_TO_FP, MVT::v2f64, MVT::v2i64, 2*10 },
 772
 773     { ISD::UINT_TO_FP, MVT::v2f64, MVT::v16i8, 16*10 },
 774     { ISD::UINT_TO_FP, MVT::v4f32, MVT::v16i8, 8 },
 775     { ISD::UINT_TO_FP, MVT::v4f32, MVT::v8i16, 15 },
 776     { ISD::UINT_TO_FP, MVT::v2f64, MVT::v8i16, 8*10 },
 777     { ISD::UINT_TO_FP, MVT::v2f64, MVT::v4i32, 4*10 },
 778     { ISD::UINT_TO_FP, MVT::v4f32, MVT::v4i32, 8 },
 779     { ISD::UINT_TO_FP, MVT::v2f64, MVT::v2i64, 2*10 },
 780     { ISD::UINT_TO_FP, MVT::v4f32, MVT::v2i64, 15 },
 781
 782     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v4i16,  MVT::v4i8,   1 },
 783     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v4i16,  MVT::v4i8,   6 },
 784     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v4i32,  MVT::v4i8,   2 },
 785     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v4i32,  MVT::v4i8,   3 },
 786     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v4i64,  MVT::v4i8,   4 },
 787     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v4i64,  MVT::v4i8,   8 },
 788     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v8i16,  MVT::v8i8,   1 },
 789     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v8i16,  MVT::v8i8,   2 },
 790     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v8i32,  MVT::v8i8,   6 },
 791     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v8i32,  MVT::v8i8,   6 },
 792     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v16i16, MVT::v16i8,  3 },
 793     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v16i16, MVT::v16i8,  4 },
 794     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v16i32, MVT::v16i8,  9 },
 795     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v16i32, MVT::v16i8,  12 },
 796     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v4i32,  MVT::v4i16,  1 },
 797     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v4i32,  MVT::v4i16,  2 },
 798     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v4i64,  MVT::v4i16,  3 },
 799     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v4i64,  MVT::v4i16,  10 },
 800     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v8i32,  MVT::v8i16,  3 },
 801     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v8i32,  MVT::v8i16,  4 },
 802     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v16i32, MVT::v16i16, 6 },
 803     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v16i32, MVT::v16i16, 8 },
 804     { ISD::ZERO_EXTEND, MVT::v4i64,  MVT::v4i32,  3 },
 805     { ISD::SIGN_EXTEND, MVT::v4i64,  MVT::v4i32,  5 },
 806
 807     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v4i8,   MVT::v4i16,  4 },
 808     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v8i8,   MVT::v8i16,  2 },
 809     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v16i8,  MVT::v16i16, 3 },
 810     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v4i8,   MVT::v4i32,  3 },
 811     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v4i16,  MVT::v4i32,  3 },
 812     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v8i8,   MVT::v8i32,  4 },
 813     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v16i8,  MVT::v16i32, 7 },
 814     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v8i16,  MVT::v8i32,  5 },
 815     { ISD::TRUNCATE,    MVT::v16i16, MVT::v16i32, 10 },
 816   };
 817
 818   std::pair<int, MVT> LTSrc = TLI->getTypeLegalizationCost(DL, Src);
 819   std::pair<int, MVT> LTDest = TLI->getTypeLegalizationCost(DL, Dst);
 820
 821   if (ST->hasSSE2() && !ST->hasAVX()) {
 822     if (const auto *Entry = ConvertCostTableLookup(SSE2ConversionTbl, ISD,
 823                                                    LTDest.second, LTSrc.second))
 824       return LTSrc.first * Entry->Cost;
 825   }
 826
 827   EVT SrcTy = TLI->getValueType(DL, Src);
 828   EVT DstTy = TLI->getValueType(DL, Dst);
 829
 830   // The function getSimpleVT only handles simple value types.
 831   if (!SrcTy.isSimple() || !DstTy.isSimple())
 832     return BaseT::getCastInstrCost(Opcode, Dst, Src);
 833
 834   if (ST->hasDQI())
 835     if (const auto *Entry = ConvertCostTableLookup(AVX512DQConversionTbl, ISD,
 836                                                    DstTy.getSimpleVT(),
 837                                                    SrcTy.getSimpleVT()))
 838       return Entry->Cost;
 839
 840   if (ST->hasAVX512())
 841     if (const auto *Entry = ConvertCostTableLookup(AVX512FConversionTbl, ISD,
 842                                                    DstTy.getSimpleVT(),
 843                                                    SrcTy.getSimpleVT()))
 844       return Entry->Cost;
 845
 846   if (ST->hasAVX2()) {
 847     if (const auto *Entry = ConvertCostTableLookup(AVX2ConversionTbl, ISD,
 848                                                    DstTy.getSimpleVT(),
 849                                                    SrcTy.getSimpleVT()))
 850       return Entry->Cost;
 851   }
 852
 853   if (ST->hasAVX()) {
 854     if (const auto *Entry = ConvertCostTableLookup(AVXConversionTbl, ISD,
 855                                                    DstTy.getSimpleVT(),
 856                                                    SrcTy.getSimpleVT()))
 857       return Entry->Cost;
 858   }
 859
 860   if (ST->hasSSE41()) {
 861     if (const auto *Entry = ConvertCostTableLookup(SSE41ConversionTbl, ISD,
 862                                                    DstTy.getSimpleVT(),
 863                                                    SrcTy.getSimpleVT()))
 864       return Entry->Cost;
 865   }
 866
 867   if (ST->hasSSE2()) {
 868     if (const auto *Entry = ConvertCostTableLookup(SSE2ConversionTbl, ISD,
 869                                                    DstTy.getSimpleVT(),
 870                                                    SrcTy.getSimpleVT()))
 871       return Entry->Cost;
 872   }
 873
 874   return BaseT::getCastInstrCost(Opcode, Dst, Src);
 875 }
 876
 877 int X86TTIImpl::getCmpSelInstrCost(unsigned Opcode, Type *ValTy, Type *CondTy) {
 878   // Legalize the type.
 879   std::pair<int, MVT> LT = TLI->getTypeLegalizationCost(DL, ValTy);
 880
 881   MVT MTy = LT.second;
 882
 883   int ISD = TLI->InstructionOpcodeToISD(Opcode);
 884   assert(ISD && "Invalid opcode");
 885
 886   static const CostTblEntry SSE2CostTbl[] = {
 887     { ISD::SETCC,   MVT::v2i64,   8 },
 888     { ISD::SETCC,   MVT::v4i32,   1 },
 889     { ISD::SETCC,   MVT::v8i16,   1 },
 890     { ISD::SETCC,   MVT::v16i8,   1 },
 891   };
 892
 893   static const CostTblEntry SSE42CostTbl[] = {
 894     { ISD::SETCC,   MVT::v2f64,   1 },
 895     { ISD::SETCC,   MVT::v4f32,   1 },
 896     { ISD::SETCC,   MVT::v2i64,   1 },
 897   };
 898
 899   static const CostTblEntry AVX1CostTbl[] = {
 900     { ISD::SETCC,   MVT::v4f64,   1 },
 901     { ISD::SETCC,   MVT::v8f32,   1 },
 902     // AVX1 does not support 8-wide integer compare.
 903     { ISD::SETCC,   MVT::v4i64,   4 },
 904     { ISD::SETCC,   MVT::v8i32,   4 },
 905     { ISD::SETCC,   MVT::v16i16,  4 },
 906     { ISD::SETCC,   MVT::v32i8,   4 },
 907   };
 908
 909   static const CostTblEntry AVX2CostTbl[] = {
 910     { ISD::SETCC,   MVT::v4i64,   1 },
 911     { ISD::SETCC,   MVT::v8i32,   1 },
 912     { ISD::SETCC,   MVT::v16i16,  1 },
 913     { ISD::SETCC,   MVT::v32i8,   1 },
 914   };
 915
 916   static const CostTblEntry AVX512CostTbl[] = {
 917     { ISD::SETCC,   MVT::v8i64,   1 },
 918     { ISD::SETCC,   MVT::v16i32,  1 },
 919     { ISD::SETCC,   MVT::v8f64,   1 },
 920     { ISD::SETCC,   MVT::v16f32,  1 },
 921   };
 922
 923   if (ST->hasAVX512())
 924     if (const auto *Entry = CostTableLookup(AVX512CostTbl, ISD, MTy))
 925       return LT.first * Entry->Cost;
 926
 927   if (ST->hasAVX2())
 928     if (const auto *Entry = CostTableLookup(AVX2CostTbl, ISD, MTy))
 929       return LT.first * Entry->Cost;
 930
 931   if (ST->hasAVX())
 932     if (const auto *Entry = CostTableLookup(AVX1CostTbl, ISD, MTy))
 933       return LT.first * Entry->Cost;
 934
 935   if (ST->hasSSE42())
 936     if (const auto *Entry = CostTableLookup(SSE42CostTbl, ISD, MTy))
 937       return LT.first * Entry->Cost;
 938
 939   if (ST->hasSSE2())
 940     if (const auto *Entry = CostTableLookup(SSE2CostTbl, ISD, MTy))
 941       return LT.first * Entry->Cost;
 942
 943   return BaseT::getCmpSelInstrCost(Opcode, ValTy, CondTy);
 944 }
 945
 946 int X86TTIImpl::getIntrinsicInstrCost(Intrinsic::ID IID, Type *RetTy,
 947                                       ArrayRef<Type *> Tys, FastMathFlags FMF) {
 948   static const CostTblEntry XOPCostTbl[] = {
 949     { ISD::BITREVERSE, MVT::v4i64,   4 },
 950     { ISD::BITREVERSE, MVT::v8i32,   4 },
 951     { ISD::BITREVERSE, MVT::v16i16,  4 },
 952     { ISD::BITREVERSE, MVT::v32i8,   4 },
 953     { ISD::BITREVERSE, MVT::v2i64,   1 },
 954     { ISD::BITREVERSE, MVT::v4i32,   1 },
 955     { ISD::BITREVERSE, MVT::v8i16,   1 },
 956     { ISD::BITREVERSE, MVT::v16i8,   1 },
 957     { ISD::BITREVERSE, MVT::i64,     3 },
 958     { ISD::BITREVERSE, MVT::i32,     3 },
 959     { ISD::BITREVERSE, MVT::i16,     3 },
 960     { ISD::BITREVERSE, MVT::i8,      3 }
 961   };
 962   static const CostTblEntry AVX2CostTbl[] = {
 963     { ISD::BITREVERSE, MVT::v4i64,   5 },
 964     { ISD::BITREVERSE, MVT::v8i32,   5 },
 965     { ISD::BITREVERSE, MVT::v16i16,  5 },
 966     { ISD::BITREVERSE, MVT::v32i8,   5 },
 967     { ISD::BSWAP,      MVT::v4i64,   1 },
 968     { ISD::BSWAP,      MVT::v8i32,   1 },
 969     { ISD::BSWAP,      MVT::v16i16,  1 }
 970   };
 971   static const CostTblEntry AVX1CostTbl[] = {
 972     { ISD::BITREVERSE, MVT::v4i64,  10 },
 973     { ISD::BITREVERSE, MVT::v8i32,  10 },
 974     { ISD::BITREVERSE, MVT::v16i16, 10 },
 975     { ISD::BITREVERSE, MVT::v32i8,  10 },
 976     { ISD::BSWAP,      MVT::v4i64,   4 },
 977     { ISD::BSWAP,      MVT::v8i32,   4 },
 978     { ISD::BSWAP,      MVT::v16i16,  4 }
 979   };
 980   static const CostTblEntry SSSE3CostTbl[] = {
 981     { ISD::BITREVERSE, MVT::v2i64,   5 },
 982     { ISD::BITREVERSE, MVT::v4i32,   5 },
 983     { ISD::BITREVERSE, MVT::v8i16,   5 },
 984     { ISD::BITREVERSE, MVT::v16i8,   5 },
 985     { ISD::BSWAP,      MVT::v2i64,   1 },
 986     { ISD::BSWAP,      MVT::v4i32,   1 },
 987     { ISD::BSWAP,      MVT::v8i16,   1 }
 988   };
 989   static const CostTblEntry SSE2CostTbl[] = {
 990     { ISD::BSWAP,      MVT::v2i64,   7 },
 991     { ISD::BSWAP,      MVT::v4i32,   7 },
 992     { ISD::BSWAP,      MVT::v8i16,   7 }
 993   };
 994
 995   unsigned ISD = ISD::DELETED_NODE;
 996   switch (IID) {
 997   default:
 998     break;
 999   case Intrinsic::bitreverse:
1000     ISD = ISD::BITREVERSE;
1001     break;
1002   case Intrinsic::bswap:
1003     ISD = ISD::BSWAP;
1004     break;
1005   }
1006
1007   // Legalize the type.
1008   std::pair<int, MVT> LT = TLI->getTypeLegalizationCost(DL, RetTy);
1009   MVT MTy = LT.second;
1010
1011   // Attempt to lookup cost.
1012   if (ST->hasXOP())
1013     if (const auto *Entry = CostTableLookup(XOPCostTbl, ISD, MTy))
1014       return LT.first * Entry->Cost;
1015
1016   if (ST->hasAVX2())
1017     if (const auto *Entry = CostTableLookup(AVX2CostTbl, ISD, MTy))
1018       return LT.first * Entry->Cost;
1019
1020   if (ST->hasAVX())
1021     if (const auto *Entry = CostTableLookup(AVX1CostTbl, ISD, MTy))
1022       return LT.first * Entry->Cost;
1023
1024   if (ST->hasSSSE3())
1025     if (const auto *Entry = CostTableLookup(SSSE3CostTbl, ISD, MTy))
1026       return LT.first * Entry->Cost;
1027
1028   if (ST->hasSSE2())
1029     if (const auto *Entry = CostTableLookup(SSE2CostTbl, ISD, MTy))
1030       return LT.first * Entry->Cost;
1031
1032   return BaseT::getIntrinsicInstrCost(IID, RetTy, Tys, FMF);
1033 }
1034
1035 int X86TTIImpl::getIntrinsicInstrCost(Intrinsic::ID IID, Type *RetTy,
1036                                       ArrayRef<Value *> Args, FastMathFlags FMF) {
1037   return BaseT::getIntrinsicInstrCost(IID, RetTy, Args, FMF);
1038 }
1039
1040 int X86TTIImpl::getVectorInstrCost(unsigned Opcode, Type *Val, unsigned Index) {
1041   assert(Val->isVectorTy() && "This must be a vector type");
1042
1043   Type *ScalarType = Val->getScalarType();
1044
1045   if (Index != -1U) {
1046     // Legalize the type.
1047     std::pair<int, MVT> LT = TLI->getTypeLegalizationCost(DL, Val);
1048
1049     // This type is legalized to a scalar type.
1050     if (!LT.second.isVector())
1051       return 0;
1052
1053     // The type may be split. Normalize the index to the new type.
1054     unsigned Width = LT.second.getVectorNumElements();
1055     Index = Index % Width;
1056
1057     // Floating point scalars are already located in index #0.
1058     if (ScalarType->isFloatingPointTy() && Index == 0)
1059       return 0;
1060   }
1061
1062   // Add to the base cost if we know that the extracted element of a vector is
1063   // destined to be moved to and used in the integer register file.
1064   int RegisterFileMoveCost = 0;
1065   if (Opcode == Instruction::ExtractElement && ScalarType->isPointerTy())
1066     RegisterFileMoveCost = 1;
1067
1068   return BaseT::getVectorInstrCost(Opcode, Val, Index) + RegisterFileMoveCost;
1069 }
1070
1071 int X86TTIImpl::getScalarizationOverhead(Type *Ty, bool Insert, bool Extract) {
1072   assert (Ty->isVectorTy() && "Can only scalarize vectors");
1073   int Cost = 0;
1074
1075   for (int i = 0, e = Ty->getVectorNumElements(); i < e; ++i) {
1076     if (Insert)
1077       Cost += getVectorInstrCost(Instruction::InsertElement, Ty, i);
1078     if (Extract)
1079       Cost += getVectorInstrCost(Instruction::ExtractElement, Ty, i);
1080   }
1081
1082   return Cost;
1083 }
1084
1085 int X86TTIImpl::getMemoryOpCost(unsigned Opcode, Type *Src, unsigned Alignment,
1086                                 unsigned AddressSpace) {
1087   // Handle non-power-of-two vectors such as <3 x float>
1088   if (VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(Src)) {
1089     unsigned NumElem = VTy->getVectorNumElements();
1090
1091     // Handle a few common cases:
1092     // <3 x float>
1093     if (NumElem == 3 && VTy->getScalarSizeInBits() == 32)
1094       // Cost = 64 bit store + extract + 32 bit store.
1095       return 3;
1096
1097     // <3 x double>
1098     if (NumElem == 3 && VTy->getScalarSizeInBits() == 64)
1099       // Cost = 128 bit store + unpack + 64 bit store.
1100       return 3;
1101
1102     // Assume that all other non-power-of-two numbers are scalarized.
1103     if (!isPowerOf2_32(NumElem)) {
1104       int Cost = BaseT::getMemoryOpCost(Opcode, VTy->getScalarType(), Alignment,
1105                                         AddressSpace);
1106       int SplitCost = getScalarizationOverhead(Src, Opcode == Instruction::Load,
1107                                                Opcode == Instruction::Store);
1108       return NumElem * Cost + SplitCost;
1109     }
1110   }
1111
1112   // Legalize the type.
1113   std::pair<int, MVT> LT = TLI->getTypeLegalizationCost(DL, Src);
1114   assert((Opcode == Instruction::Load || Opcode == Instruction::Store) &&
1115          "Invalid Opcode");
1116
1117   // Each load/store unit costs 1.
1118   int Cost = LT.first * 1;
1119
1120   // This isn't exactly right. We're using slow unaligned 32-byte accesses as a
1121   // proxy for a double-pumped AVX memory interface such as on Sandybridge.
1122   if (LT.second.getStoreSize() == 32 && ST->isUnalignedMem32Slow())
1123     Cost *= 2;
1124
1125   return Cost;
1126 }
1127
1128 int X86TTIImpl::getMaskedMemoryOpCost(unsigned Opcode, Type *SrcTy,
1129                                       unsigned Alignment,
1130                                       unsigned AddressSpace) {
1131   VectorType *SrcVTy = dyn_cast<VectorType>(SrcTy);
1132   if (!SrcVTy)
1133     // To calculate scalar take the regular cost, without mask
1134     return getMemoryOpCost(Opcode, SrcTy, Alignment, AddressSpace);
1135
1136   unsigned NumElem = SrcVTy->getVectorNumElements();
1137   VectorType *MaskTy =
1138     VectorType::get(Type::getInt8Ty(SrcVTy->getContext()), NumElem);
1139   if ((Opcode == Instruction::Load && !isLegalMaskedLoad(SrcVTy)) ||
1140       (Opcode == Instruction::Store && !isLegalMaskedStore(SrcVTy)) ||
1141       !isPowerOf2_32(NumElem)) {
1142     // Scalarization
1143     int MaskSplitCost = getScalarizationOverhead(MaskTy, false, true);
1144     int ScalarCompareCost = getCmpSelInstrCost(
1145         Instruction::ICmp, Type::getInt8Ty(SrcVTy->getContext()), nullptr);
1146     int BranchCost = getCFInstrCost(Instruction::Br);
1147     int MaskCmpCost = NumElem * (BranchCost + ScalarCompareCost);
1148
1149     int ValueSplitCost = getScalarizationOverhead(
1150         SrcVTy, Opcode == Instruction::Load, Opcode == Instruction::Store);
1151     int MemopCost =
1152         NumElem * BaseT::getMemoryOpCost(Opcode, SrcVTy->getScalarType(),
1153                                          Alignment, AddressSpace);
1154     return MemopCost + ValueSplitCost + MaskSplitCost + MaskCmpCost;
1155   }
1156
1157   // Legalize the type.
1158   std::pair<int, MVT> LT = TLI->getTypeLegalizationCost(DL, SrcVTy);
1159   auto VT = TLI->getValueType(DL, SrcVTy);
1160   int Cost = 0;
1161   if (VT.isSimple() && LT.second != VT.getSimpleVT() &&
1162       LT.second.getVectorNumElements() == NumElem)
1163     // Promotion requires expand/truncate for data and a shuffle for mask.
1164     Cost += getShuffleCost(TTI::SK_Alternate, SrcVTy, 0, nullptr) +
1165             getShuffleCost(TTI::SK_Alternate, MaskTy, 0, nullptr);
1166
1167   else if (LT.second.getVectorNumElements() > NumElem) {
1168     VectorType *NewMaskTy = VectorType::get(MaskTy->getVectorElementType(),
1169                                             LT.second.getVectorNumElements());
1170     // Expanding requires fill mask with zeroes
1171     Cost += getShuffleCost(TTI::SK_InsertSubvector, NewMaskTy, 0, MaskTy);
1172   }
1173   if (!ST->hasAVX512())
1174     return Cost + LT.first*4; // Each maskmov costs 4
1175
1176   // AVX-512 masked load/store is cheapper
1177   return Cost+LT.first;
1178 }
1179
1180 int X86TTIImpl::getAddressComputationCost(Type *Ty, bool IsComplex) {
1181   // Address computations in vectorized code with non-consecutive addresses will
1182   // likely result in more instructions compared to scalar code where the
1183   // computation can more often be merged into the index mode. The resulting
1184   // extra micro-ops can significantly decrease throughput.
1185   unsigned NumVectorInstToHideOverhead = 10;
1186
1187   if (Ty->isVectorTy() && IsComplex)
1188     return NumVectorInstToHideOverhead;
1189
1190   return BaseT::getAddressComputationCost(Ty, IsComplex);
1191 }
1192
1193 int X86TTIImpl::getReductionCost(unsigned Opcode, Type *ValTy,
1194                                  bool IsPairwise) {
1195
1196   std::pair<int, MVT> LT = TLI->getTypeLegalizationCost(DL, ValTy);
1197
1198   MVT MTy = LT.second;
1199
1200   int ISD = TLI->InstructionOpcodeToISD(Opcode);
1201   assert(ISD && "Invalid opcode");
1202
1203   // We use the Intel Architecture Code Analyzer(IACA) to measure the throughput
1204   // and make it as the cost.
1205
1206   static const CostTblEntry SSE42CostTblPairWise[] = {
1207     { ISD::FADD,  MVT::v2f64,   2 },
1208     { ISD::FADD,  MVT::v4f32,   4 },
1209     { ISD::ADD,   MVT::v2i64,   2 },      // The data reported by the IACA tool is "1.6".
1210     { ISD::ADD,   MVT::v4i32,   3 },      // The data reported by the IACA tool is "3.5".
1211     { ISD::ADD,   MVT::v8i16,   5 },
1212   };
1213
1214   static const CostTblEntry AVX1CostTblPairWise[] = {
1215     { ISD::FADD,  MVT::v4f32,   4 },
1216     { ISD::FADD,  MVT::v4f64,   5 },
1217     { ISD::FADD,  MVT::v8f32,   7 },
1218     { ISD::ADD,   MVT::v2i64,   1 },      // The data reported by the IACA tool is "1.5".
1219     { ISD::ADD,   MVT::v4i32,   3 },      // The data reported by the IACA tool is "3.5".
1220     { ISD::ADD,   MVT::v4i64,   5 },      // The data reported by the IACA tool is "4.8".
1221     { ISD::ADD,   MVT::v8i16,   5 },
1222     { ISD::ADD,   MVT::v8i32,   5 },
1223   };
1224
1225   static const CostTblEntry SSE42CostTblNoPairWise[] = {
1226     { ISD::FADD,  MVT::v2f64,   2 },
1227     { ISD::FADD,  MVT::v4f32,   4 },
1228     { ISD::ADD,   MVT::v2i64,   2 },      // The data reported by the IACA tool is "1.6".
1229     { ISD::ADD,   MVT::v4i32,   3 },      // The data reported by the IACA tool is "3.3".
1230     { ISD::ADD,   MVT::v8i16,   4 },      // The data reported by the IACA tool is "4.3".
1231   };
1232
1233   static const CostTblEntry AVX1CostTblNoPairWise[] = {
1234     { ISD::FADD,  MVT::v4f32,   3 },
1235     { ISD::FADD,  MVT::v4f64,   3 },
1236     { ISD::FADD,  MVT::v8f32,   4 },
1237     { ISD::ADD,   MVT::v2i64,   1 },      // The data reported by the IACA tool is "1.5".
1238     { ISD::ADD,   MVT::v4i32,   3 },      // The data reported by the IACA tool is "2.8".
1239     { ISD::ADD,   MVT::v4i64,   3 },
1240     { ISD::ADD,   MVT::v8i16,   4 },
1241     { ISD::ADD,   MVT::v8i32,   5 },
1242   };
1243
1244   if (IsPairwise) {
1245     if (ST->hasAVX())
1246       if (const auto *Entry = CostTableLookup(AVX1CostTblPairWise, ISD, MTy))
1247         return LT.first * Entry->Cost;
1248
1249     if (ST->hasSSE42())
1250       if (const auto *Entry = CostTableLookup(SSE42CostTblPairWise, ISD, MTy))
1251         return LT.first * Entry->Cost;
1252   } else {
1253     if (ST->hasAVX())
1254       if (const auto *Entry = CostTableLookup(AVX1CostTblNoPairWise, ISD, MTy))
1255         return LT.first * Entry->Cost;
1256
1257     if (ST->hasSSE42())
1258       if (const auto *Entry = CostTableLookup(SSE42CostTblNoPairWise, ISD, MTy))
1259         return LT.first * Entry->Cost;
1260   }
1261
1262   return BaseT::getReductionCost(Opcode, ValTy, IsPairwise);
1263 }
1264
1265 /// \brief Calculate the cost of materializing a 64-bit value. This helper
1266 /// method might only calculate a fraction of a larger immediate. Therefore it
1267 /// is valid to return a cost of ZERO.
1268 int X86TTIImpl::getIntImmCost(int64_t Val) {
1269   if (Val == 0)
1270     return TTI::TCC_Free;
1271
1272   if (isInt<32>(Val))
1273     return TTI::TCC_Basic;
1274
1275   return 2 * TTI::TCC_Basic;
1276 }
1277
1278 int X86TTIImpl::getIntImmCost(const APInt &Imm, Type *Ty) {
1279   assert(Ty->isIntegerTy());
1280
1281   unsigned BitSize = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
1282   if (BitSize == 0)
1283     return ~0U;
1284
1285   // Never hoist constants larger than 128bit, because this might lead to
1286   // incorrect code generation or assertions in codegen.
1287   // Fixme: Create a cost model for types larger than i128 once the codegen
1288   // issues have been fixed.
1289   if (BitSize > 128)
1290     return TTI::TCC_Free;
1291
1292   if (Imm == 0)
1293     return TTI::TCC_Free;
1294
1295   // Sign-extend all constants to a multiple of 64-bit.
1296   APInt ImmVal = Imm;
1297   if (BitSize & 0x3f)
1298     ImmVal = Imm.sext((BitSize + 63) & ~0x3fU);
1299
1300   // Split the constant into 64-bit chunks and calculate the cost for each
1301   // chunk.
1302   int Cost = 0;
1303   for (unsigned ShiftVal = 0; ShiftVal < BitSize; ShiftVal += 64) {
1304     APInt Tmp = ImmVal.ashr(ShiftVal).sextOrTrunc(64);
1305     int64_t Val = Tmp.getSExtValue();
1306     Cost += getIntImmCost(Val);
1307   }
1308   // We need at least one instruction to materialize the constant.
1309   return std::max(1, Cost);
1310 }
1311
1312 int X86TTIImpl::getIntImmCost(unsigned Opcode, unsigned Idx, const APInt &Imm,
1313                               Type *Ty) {
1314   assert(Ty->isIntegerTy());
1315
1316   unsigned BitSize = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
1317   // There is no cost model for constants with a bit size of 0. Return TCC_Free
1318   // here, so that constant hoisting will ignore this constant.
1319   if (BitSize == 0)
1320     return TTI::TCC_Free;
1321
1322   unsigned ImmIdx = ~0U;
1323   switch (Opcode) {
1324   default:
1325     return TTI::TCC_Free;
1326   case Instruction::GetElementPtr:
1327     // Always hoist the base address of a GetElementPtr. This prevents the
1328     // creation of new constants for every base constant that gets constant
1329     // folded with the offset.
1330     if (Idx == 0)
1331       return 2 * TTI::TCC_Basic;
1332     return TTI::TCC_Free;
1333   case Instruction::Store:
1334     ImmIdx = 0;
1335     break;
1336   case Instruction::ICmp:
1337     // This is an imperfect hack to prevent constant hoisting of
1338     // compares that might be trying to check if a 64-bit value fits in
1339     // 32-bits. The backend can optimize these cases using a right shift by 32.
1340     // Ideally we would check the compare predicate here. There also other
1341     // similar immediates the backend can use shifts for.
1342     if (Idx == 1 && Imm.getBitWidth() == 64) {
1343       uint64_t ImmVal = Imm.getZExtValue();
1344       if (ImmVal == 0x100000000ULL || ImmVal == 0xffffffff)
1345         return TTI::TCC_Free;
1346     }
1347     ImmIdx = 1;
1348     break;
1349   case Instruction::And:
1350     // We support 64-bit ANDs with immediates with 32-bits of leading zeroes
1351     // by using a 32-bit operation with implicit zero extension. Detect such
1352     // immediates here as the normal path expects bit 31 to be sign extended.
1353     if (Idx == 1 && Imm.getBitWidth() == 64 && isUInt<32>(Imm.getZExtValue()))
1354       return TTI::TCC_Free;
1355     // Fallthrough
1356   case Instruction::Add:
1357   case Instruction::Sub:
1358   case Instruction::Mul:
1359   case Instruction::UDiv:
1360   case Instruction::SDiv:
1361   case Instruction::URem:
1362   case Instruction::SRem:
1363   case Instruction::Or:
1364   case Instruction::Xor:
1365     ImmIdx = 1;
1366     break;
1367   // Always return TCC_Free for the shift value of a shift instruction.
1368   case Instruction::Shl:
1369   case Instruction::LShr:
1370   case Instruction::AShr:
1371     if (Idx == 1)
1372       return TTI::TCC_Free;
1373     break;
1374   case Instruction::Trunc:
1375   case Instruction::ZExt:
1376   case Instruction::SExt:
1377   case Instruction::IntToPtr:
1378   case Instruction::PtrToInt:
1379   case Instruction::BitCast:
1380   case Instruction::PHI:
1381   case Instruction::Call:
1382   case Instruction::Select:
1383   case Instruction::Ret:
1384   case Instruction::Load:
1385     break;
1386   }
1387
1388   if (Idx == ImmIdx) {
1389     int NumConstants = (BitSize + 63) / 64;
1390     int Cost = X86TTIImpl::getIntImmCost(Imm, Ty);
1391     return (Cost <= NumConstants * TTI::TCC_Basic)
1392                ? static_cast<int>(TTI::TCC_Free)
1393                : Cost;
1394   }
1395
1396   return X86TTIImpl::getIntImmCost(Imm, Ty);
1397 }
1398
1399 int X86TTIImpl::getIntImmCost(Intrinsic::ID IID, unsigned Idx, const APInt &Imm,
1400                               Type *Ty) {
1401   assert(Ty->isIntegerTy());
1402
1403   unsigned BitSize = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
1404   // There is no cost model for constants with a bit size of 0. Return TCC_Free
1405   // here, so that constant hoisting will ignore this constant.
1406   if (BitSize == 0)
1407     return TTI::TCC_Free;
1408
1409   switch (IID) {
1410   default:
1411     return TTI::TCC_Free;
1412   case Intrinsic::sadd_with_overflow:
1413   case Intrinsic::uadd_with_overflow:
1414   case Intrinsic::ssub_with_overflow:
1415   case Intrinsic::usub_with_overflow:
1416   case Intrinsic::smul_with_overflow:
1417   case Intrinsic::umul_with_overflow:
1418     if ((Idx == 1) && Imm.getBitWidth() <= 64 && isInt<32>(Imm.getSExtValue()))
1419       return TTI::TCC_Free;
1420     break;
1421   case Intrinsic::experimental_stackmap:
1422     if ((Idx < 2) || (Imm.getBitWidth() <= 64 && isInt<64>(Imm.getSExtValue())))
1423       return TTI::TCC_Free;
1424     break;
1425   case Intrinsic::experimental_patchpoint_void:
1426   case Intrinsic::experimental_patchpoint_i64:
1427     if ((Idx < 4) || (Imm.getBitWidth() <= 64 && isInt<64>(Imm.getSExtValue())))
1428       return TTI::TCC_Free;
1429     break;
1430   }
1431   return X86TTIImpl::getIntImmCost(Imm, Ty);
1432 }
1433
1434 // Return an average cost of Gather / Scatter instruction, maybe improved later
1435 int X86TTIImpl::getGSVectorCost(unsigned Opcode, Type *SrcVTy, Value *Ptr,
1436                                 unsigned Alignment, unsigned AddressSpace) {
1437
1438   assert(isa<VectorType>(SrcVTy) && "Unexpected type in getGSVectorCost");
1439   unsigned VF = SrcVTy->getVectorNumElements();
1440
1441   // Try to reduce index size from 64 bit (default for GEP)
1442   // to 32. It is essential for VF 16. If the index can't be reduced to 32, the
1443   // operation will use 16 x 64 indices which do not fit in a zmm and needs
1444   // to split. Also check that the base pointer is the same for all lanes,
1445   // and that there's at most one variable index.
1446   auto getIndexSizeInBits = [](Value *Ptr, const DataLayout& DL) {
1447     unsigned IndexSize = DL.getPointerSizeInBits();
1448     GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Ptr);
1449     if (IndexSize < 64 || !GEP)
1450       return IndexSize;
1451
1452     unsigned NumOfVarIndices = 0;
1453     Value *Ptrs = GEP->getPointerOperand();
1454     if (Ptrs->getType()->isVectorTy() && !getSplatValue(Ptrs))
1455       return IndexSize;
1456     for (unsigned i = 1; i < GEP->getNumOperands(); ++i) {
1457       if (isa<Constant>(GEP->getOperand(i)))
1458         continue;
1459       Type *IndxTy = GEP->getOperand(i)->getType();
1460       if (IndxTy->isVectorTy())
1461         IndxTy = IndxTy->getVectorElementType();
1462       if ((IndxTy->getPrimitiveSizeInBits() == 64 &&
1463           !isa<SExtInst>(GEP->getOperand(i))) ||
1464          ++NumOfVarIndices > 1)
1465         return IndexSize; // 64
1466     }
1467     return (unsigned)32;
1468   };
1469
1470
1471   // Trying to reduce IndexSize to 32 bits for vector 16.
1472   // By default the IndexSize is equal to pointer size.
1473   unsigned IndexSize = (VF >= 16) ? getIndexSizeInBits(Ptr, DL) :
1474     DL.getPointerSizeInBits();
1475
1476   Type *IndexVTy = VectorType::get(IntegerType::get(SrcVTy->getContext(),
1477                                                     IndexSize), VF);
1478   std::pair<int, MVT> IdxsLT = TLI->getTypeLegalizationCost(DL, IndexVTy);
1479   std::pair<int, MVT> SrcLT = TLI->getTypeLegalizationCost(DL, SrcVTy);
1480   int SplitFactor = std::max(IdxsLT.first, SrcLT.first);
1481   if (SplitFactor > 1) {
1482     // Handle splitting of vector of pointers
1483     Type *SplitSrcTy = VectorType::get(SrcVTy->getScalarType(), VF / SplitFactor);
1484     return SplitFactor * getGSVectorCost(Opcode, SplitSrcTy, Ptr, Alignment,
1485                                          AddressSpace);
1486   }
1487
1488   // The gather / scatter cost is given by Intel architects. It is a rough
1489   // number since we are looking at one instruction in a time.
1490   const int GSOverhead = 2;
1491   return GSOverhead + VF * getMemoryOpCost(Opcode, SrcVTy->getScalarType(),
1492                                            Alignment, AddressSpace);
1493 }
1494
1495 /// Return the cost of full scalarization of gather / scatter operation.
1496 ///
1497 /// Opcode - Load or Store instruction.
1498 /// SrcVTy - The type of the data vector that should be gathered or scattered.
1499 /// VariableMask - The mask is non-constant at compile time.
1500 /// Alignment - Alignment for one element.
1501 /// AddressSpace - pointer[s] address space.
1502 ///
1503 int X86TTIImpl::getGSScalarCost(unsigned Opcode, Type *SrcVTy,
1504                                 bool VariableMask, unsigned Alignment,
1505                                 unsigned AddressSpace) {
1506   unsigned VF = SrcVTy->getVectorNumElements();
1507
1508   int MaskUnpackCost = 0;
1509   if (VariableMask) {
1510     VectorType *MaskTy =
1511       VectorType::get(Type::getInt1Ty(SrcVTy->getContext()), VF);
1512     MaskUnpackCost = getScalarizationOverhead(MaskTy, false, true);
1513     int ScalarCompareCost =
1514       getCmpSelInstrCost(Instruction::ICmp, Type::getInt1Ty(SrcVTy->getContext()),
1515                          nullptr);
1516     int BranchCost = getCFInstrCost(Instruction::Br);
1517     MaskUnpackCost += VF * (BranchCost + ScalarCompareCost);
1518   }
1519
1520   // The cost of the scalar loads/stores.
1521   int MemoryOpCost = VF * getMemoryOpCost(Opcode, SrcVTy->getScalarType(),
1522                                           Alignment, AddressSpace);
1523
1524   int InsertExtractCost = 0;
1525   if (Opcode == Instruction::Load)
1526     for (unsigned i = 0; i < VF; ++i)
1527       // Add the cost of inserting each scalar load into the vector
1528       InsertExtractCost +=
1529         getVectorInstrCost(Instruction::InsertElement, SrcVTy, i);
1530   else
1531     for (unsigned i = 0; i < VF; ++i)
1532       // Add the cost of extracting each element out of the data vector
1533       InsertExtractCost +=
1534         getVectorInstrCost(Instruction::ExtractElement, SrcVTy, i);
1535
1536   return MemoryOpCost + MaskUnpackCost + InsertExtractCost;
1537 }
1538
1539 /// Calculate the cost of Gather / Scatter operation
1540 int X86TTIImpl::getGatherScatterOpCost(unsigned Opcode, Type *SrcVTy,
1541                                        Value *Ptr, bool VariableMask,
1542                                        unsigned Alignment) {
1543   assert(SrcVTy->isVectorTy() && "Unexpected data type for Gather/Scatter");
1544   unsigned VF = SrcVTy->getVectorNumElements();
1545   PointerType *PtrTy = dyn_cast<PointerType>(Ptr->getType());
1546   if (!PtrTy && Ptr->getType()->isVectorTy())
1547     PtrTy = dyn_cast<PointerType>(Ptr->getType()->getVectorElementType());
1548   assert(PtrTy && "Unexpected type for Ptr argument");
1549   unsigned AddressSpace = PtrTy->getAddressSpace();
1550
1551   bool Scalarize = false;
1552   if ((Opcode == Instruction::Load && !isLegalMaskedGather(SrcVTy)) ||
1553       (Opcode == Instruction::Store && !isLegalMaskedScatter(SrcVTy)))
1554     Scalarize = true;
1555   // Gather / Scatter for vector 2 is not profitable on KNL / SKX
1556   // Vector-4 of gather/scatter instruction does not exist on KNL.
1557   // We can extend it to 8 elements, but zeroing upper bits of
1558   // the mask vector will add more instructions. Right now we give the scalar
1559   // cost of vector-4 for KNL. TODO: Check, maybe the gather/scatter instruction is
1560   // better in the VariableMask case.
1561   if (VF == 2 || (VF == 4 && !ST->hasVLX()))
1562     Scalarize = true;
1563
1564   if (Scalarize)
1565     return getGSScalarCost(Opcode, SrcVTy, VariableMask, Alignment, AddressSpace);
1566
1567   return getGSVectorCost(Opcode, SrcVTy, Ptr, Alignment, AddressSpace);
1568 }
1569
1570 bool X86TTIImpl::isLegalMaskedLoad(Type *DataTy) {
1571   Type *ScalarTy = DataTy->getScalarType();
1572   int DataWidth = isa<PointerType>(ScalarTy) ?
1573     DL.getPointerSizeInBits() : ScalarTy->getPrimitiveSizeInBits();
1574
1575   return (DataWidth >= 32 && ST->hasAVX()) ||
1576          (DataWidth >= 8 && ST->hasBWI());
1577 }
1578
1579 bool X86TTIImpl::isLegalMaskedStore(Type *DataType) {
1580   return isLegalMaskedLoad(DataType);
1581 }
1582
1583 bool X86TTIImpl::isLegalMaskedGather(Type *DataTy) {
1584   // This function is called now in two cases: from the Loop Vectorizer
1585   // and from the Scalarizer.
1586   // When the Loop Vectorizer asks about legality of the feature,
1587   // the vectorization factor is not calculated yet. The Loop Vectorizer
1588   // sends a scalar type and the decision is based on the width of the
1589   // scalar element.
1590   // Later on, the cost model will estimate usage this intrinsic based on
1591   // the vector type.
1592   // The Scalarizer asks again about legality. It sends a vector type.
1593   // In this case we can reject non-power-of-2 vectors.
1594   if (isa<VectorType>(DataTy) && !isPowerOf2_32(DataTy->getVectorNumElements()))
1595     return false;
1596   Type *ScalarTy = DataTy->getScalarType();
1597   int DataWidth = isa<PointerType>(ScalarTy) ?
1598     DL.getPointerSizeInBits() : ScalarTy->getPrimitiveSizeInBits();
1599
1600   // AVX-512 allows gather and scatter
1601   return DataWidth >= 32 && ST->hasAVX512();
1602 }
1603
1604 bool X86TTIImpl::isLegalMaskedScatter(Type *DataType) {
1605   return isLegalMaskedGather(DataType);
1606 }
1607
1608 bool X86TTIImpl::areInlineCompatible(const Function *Caller,
1609                                      const Function *Callee) const {
1610   const TargetMachine &TM = getTLI()->getTargetMachine();
1611
1612   // Work this as a subsetting of subtarget features.
1613   const FeatureBitset &CallerBits =
1614       TM.getSubtargetImpl(*Caller)->getFeatureBits();
1615   const FeatureBitset &CalleeBits =
1616       TM.getSubtargetImpl(*Callee)->getFeatureBits();
1617
1618   // FIXME: This is likely too limiting as it will include subtarget features
1619   // that we might not care about for inlining, but it is conservatively
1620   // correct.
1621   return (CallerBits & CalleeBits) == CalleeBits;
1622 }