]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/releng/10.0.git/blob - contrib/llvm/include/llvm/Analysis/TargetTransformInfo.h
- Copy stable/10 (r259064) to releng/10.0 as part of the
[FreeBSD/releng/10.0.git] / contrib / llvm / include / llvm / Analysis / TargetTransformInfo.h
1 //===- llvm/Analysis/TargetTransformInfo.h ----------------------*- C++ -*-===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This pass exposes codegen information to IR-level passes. Every
11 // transformation that uses codegen information is broken into three parts:
12 // 1. The IR-level analysis pass.
13 // 2. The IR-level transformation interface which provides the needed
14 //    information.
15 // 3. Codegen-level implementation which uses target-specific hooks.
16 //
17 // This file defines #2, which is the interface that IR-level transformations
18 // use for querying the codegen.
19 //
20 //===----------------------------------------------------------------------===//
21
22 #ifndef LLVM_ANALYSIS_TARGETTRANSFORMINFO_H
23 #define LLVM_ANALYSIS_TARGETTRANSFORMINFO_H
24
25 #include "llvm/IR/Intrinsics.h"
26 #include "llvm/Pass.h"
27 #include "llvm/Support/DataTypes.h"
28
29 namespace llvm {
30
31 class GlobalValue;
32 class Type;
33 class User;
34 class Value;
35
36 /// TargetTransformInfo - This pass provides access to the codegen
37 /// interfaces that are needed for IR-level transformations.
38 class TargetTransformInfo {
39 protected:
40   /// \brief The TTI instance one level down the stack.
41   ///
42   /// This is used to implement the default behavior all of the methods which
43   /// is to delegate up through the stack of TTIs until one can answer the
44   /// query.
45   TargetTransformInfo *PrevTTI;
46
47   /// \brief The top of the stack of TTI analyses available.
48   ///
49   /// This is a convenience routine maintained as TTI analyses become available
50   /// that complements the PrevTTI delegation chain. When one part of an
51   /// analysis pass wants to query another part of the analysis pass it can use
52   /// this to start back at the top of the stack.
53   TargetTransformInfo *TopTTI;
54
55   /// All pass subclasses must in their initializePass routine call
56   /// pushTTIStack with themselves to update the pointers tracking the previous
57   /// TTI instance in the analysis group's stack, and the top of the analysis
58   /// group's stack.
59   void pushTTIStack(Pass *P);
60
61   /// All pass subclasses must in their finalizePass routine call popTTIStack
62   /// to update the pointers tracking the previous TTI instance in the analysis
63   /// group's stack, and the top of the analysis group's stack.
64   void popTTIStack();
65
66   /// All pass subclasses must call TargetTransformInfo::getAnalysisUsage.
67   virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const;
68
69 public:
70   /// This class is intended to be subclassed by real implementations.
71   virtual ~TargetTransformInfo() = 0;
72
73   /// \name Generic Target Information
74   /// @{
75
76   /// \brief Underlying constants for 'cost' values in this interface.
77   ///
78   /// Many APIs in this interface return a cost. This enum defines the
79   /// fundamental values that should be used to interpret (and produce) those
80   /// costs. The costs are returned as an unsigned rather than a member of this
81   /// enumeration because it is expected that the cost of one IR instruction
82   /// may have a multiplicative factor to it or otherwise won't fit directly
83   /// into the enum. Moreover, it is common to sum or average costs which works
84   /// better as simple integral values. Thus this enum only provides constants.
85   ///
86   /// Note that these costs should usually reflect the intersection of code-size
87   /// cost and execution cost. A free instruction is typically one that folds
88   /// into another instruction. For example, reg-to-reg moves can often be
89   /// skipped by renaming the registers in the CPU, but they still are encoded
90   /// and thus wouldn't be considered 'free' here.
91   enum TargetCostConstants {
92     TCC_Free = 0,       ///< Expected to fold away in lowering.
93     TCC_Basic = 1,      ///< The cost of a typical 'add' instruction.
94     TCC_Expensive = 4   ///< The cost of a 'div' instruction on x86.
95   };
96
97   /// \brief Estimate the cost of a specific operation when lowered.
98   ///
99   /// Note that this is designed to work on an arbitrary synthetic opcode, and
100   /// thus work for hypothetical queries before an instruction has even been
101   /// formed. However, this does *not* work for GEPs, and must not be called
102   /// for a GEP instruction. Instead, use the dedicated getGEPCost interface as
103   /// analyzing a GEP's cost required more information.
104   ///
105   /// Typically only the result type is required, and the operand type can be
106   /// omitted. However, if the opcode is one of the cast instructions, the
107   /// operand type is required.
108   ///
109   /// The returned cost is defined in terms of \c TargetCostConstants, see its
110   /// comments for a detailed explanation of the cost values.
111   virtual unsigned getOperationCost(unsigned Opcode, Type *Ty,
112                                     Type *OpTy = 0) const;
113
114   /// \brief Estimate the cost of a GEP operation when lowered.
115   ///
116   /// The contract for this function is the same as \c getOperationCost except
117   /// that it supports an interface that provides extra information specific to
118   /// the GEP operation.
119   virtual unsigned getGEPCost(const Value *Ptr,
120                               ArrayRef<const Value *> Operands) const;
121
122   /// \brief Estimate the cost of a function call when lowered.
123   ///
124   /// The contract for this is the same as \c getOperationCost except that it
125   /// supports an interface that provides extra information specific to call
126   /// instructions.
127   ///
128   /// This is the most basic query for estimating call cost: it only knows the
129   /// function type and (potentially) the number of arguments at the call site.
130   /// The latter is only interesting for varargs function types.
131   virtual unsigned getCallCost(FunctionType *FTy, int NumArgs = -1) const;
132
133   /// \brief Estimate the cost of calling a specific function when lowered.
134   ///
135   /// This overload adds the ability to reason about the particular function
136   /// being called in the event it is a library call with special lowering.
137   virtual unsigned getCallCost(const Function *F, int NumArgs = -1) const;
138
139   /// \brief Estimate the cost of calling a specific function when lowered.
140   ///
141   /// This overload allows specifying a set of candidate argument values.
142   virtual unsigned getCallCost(const Function *F,
143                                ArrayRef<const Value *> Arguments) const;
144
145   /// \brief Estimate the cost of an intrinsic when lowered.
146   ///
147   /// Mirrors the \c getCallCost method but uses an intrinsic identifier.
148   virtual unsigned getIntrinsicCost(Intrinsic::ID IID, Type *RetTy,
149                                     ArrayRef<Type *> ParamTys) const;
150
151   /// \brief Estimate the cost of an intrinsic when lowered.
152   ///
153   /// Mirrors the \c getCallCost method but uses an intrinsic identifier.
154   virtual unsigned getIntrinsicCost(Intrinsic::ID IID, Type *RetTy,
155                                     ArrayRef<const Value *> Arguments) const;
156
157   /// \brief Estimate the cost of a given IR user when lowered.
158   ///
159   /// This can estimate the cost of either a ConstantExpr or Instruction when
160   /// lowered. It has two primary advantages over the \c getOperationCost and
161   /// \c getGEPCost above, and one significant disadvantage: it can only be
162   /// used when the IR construct has already been formed.
163   ///
164   /// The advantages are that it can inspect the SSA use graph to reason more
165   /// accurately about the cost. For example, all-constant-GEPs can often be
166   /// folded into a load or other instruction, but if they are used in some
167   /// other context they may not be folded. This routine can distinguish such
168   /// cases.
169   ///
170   /// The returned cost is defined in terms of \c TargetCostConstants, see its
171   /// comments for a detailed explanation of the cost values.
172   virtual unsigned getUserCost(const User *U) const;
173
174   /// \brief Test whether calls to a function lower to actual program function
175   /// calls.
176   ///
177   /// The idea is to test whether the program is likely to require a 'call'
178   /// instruction or equivalent in order to call the given function.
179   ///
180   /// FIXME: It's not clear that this is a good or useful query API. Client's
181   /// should probably move to simpler cost metrics using the above.
182   /// Alternatively, we could split the cost interface into distinct code-size
183   /// and execution-speed costs. This would allow modelling the core of this
184   /// query more accurately as the a call is a single small instruction, but
185   /// incurs significant execution cost.
186   virtual bool isLoweredToCall(const Function *F) const;
187
188   /// @}
189
190   /// \name Scalar Target Information
191   /// @{
192
193   /// \brief Flags indicating the kind of support for population count.
194   ///
195   /// Compared to the SW implementation, HW support is supposed to
196   /// significantly boost the performance when the population is dense, and it
197   /// may or may not degrade performance if the population is sparse. A HW
198   /// support is considered as "Fast" if it can outperform, or is on a par
199   /// with, SW implementation when the population is sparse; otherwise, it is
200   /// considered as "Slow".
201   enum PopcntSupportKind {
202     PSK_Software,
203     PSK_SlowHardware,
204     PSK_FastHardware
205   };
206
207   /// isLegalAddImmediate - Return true if the specified immediate is legal
208   /// add immediate, that is the target has add instructions which can add
209   /// a register with the immediate without having to materialize the
210   /// immediate into a register.
211   virtual bool isLegalAddImmediate(int64_t Imm) const;
212
213   /// isLegalICmpImmediate - Return true if the specified immediate is legal
214   /// icmp immediate, that is the target has icmp instructions which can compare
215   /// a register against the immediate without having to materialize the
216   /// immediate into a register.
217   virtual bool isLegalICmpImmediate(int64_t Imm) const;
218
219   /// isLegalAddressingMode - Return true if the addressing mode represented by
220   /// AM is legal for this target, for a load/store of the specified type.
221   /// The type may be VoidTy, in which case only return true if the addressing
222   /// mode is legal for a load/store of any legal type.
223   /// TODO: Handle pre/postinc as well.
224   virtual bool isLegalAddressingMode(Type *Ty, GlobalValue *BaseGV,
225                                      int64_t BaseOffset, bool HasBaseReg,
226                                      int64_t Scale) const;
227
228   /// isTruncateFree - Return true if it's free to truncate a value of
229   /// type Ty1 to type Ty2. e.g. On x86 it's free to truncate a i32 value in
230   /// register EAX to i16 by referencing its sub-register AX.
231   virtual bool isTruncateFree(Type *Ty1, Type *Ty2) const;
232
233   /// Is this type legal.
234   virtual bool isTypeLegal(Type *Ty) const;
235
236   /// getJumpBufAlignment - returns the target's jmp_buf alignment in bytes
237   virtual unsigned getJumpBufAlignment() const;
238
239   /// getJumpBufSize - returns the target's jmp_buf size in bytes.
240   virtual unsigned getJumpBufSize() const;
241
242   /// shouldBuildLookupTables - Return true if switches should be turned into
243   /// lookup tables for the target.
244   virtual bool shouldBuildLookupTables() const;
245
246   /// getPopcntSupport - Return hardware support for population count.
247   virtual PopcntSupportKind getPopcntSupport(unsigned IntTyWidthInBit) const;
248
249   /// getIntImmCost - Return the expected cost of materializing the given
250   /// integer immediate of the specified type.
251   virtual unsigned getIntImmCost(const APInt &Imm, Type *Ty) const;
252
253   /// @}
254
255   /// \name Vector Target Information
256   /// @{
257
258   /// \brief The various kinds of shuffle patterns for vector queries.
259   enum ShuffleKind {
260     SK_Broadcast,       ///< Broadcast element 0 to all other elements.
261     SK_Reverse,         ///< Reverse the order of the vector.
262     SK_InsertSubvector, ///< InsertSubvector. Index indicates start offset.
263     SK_ExtractSubvector ///< ExtractSubvector Index indicates start offset.
264   };
265
266   /// \brief Additonal information about an operand's possible values.
267   enum OperandValueKind {
268     OK_AnyValue,            // Operand can have any value.
269     OK_UniformValue,        // Operand is uniform (splat of a value).
270     OK_UniformConstantValue // Operand is uniform constant.
271   };
272
273   /// \return The number of scalar or vector registers that the target has.
274   /// If 'Vectors' is true, it returns the number of vector registers. If it is
275   /// set to false, it returns the number of scalar registers.
276   virtual unsigned getNumberOfRegisters(bool Vector) const;
277
278   /// \return The width of the largest scalar or vector register type.
279   virtual unsigned getRegisterBitWidth(bool Vector) const;
280
281   /// \return The maximum unroll factor that the vectorizer should try to
282   /// perform for this target. This number depends on the level of parallelism
283   /// and the number of execution units in the CPU.
284   virtual unsigned getMaximumUnrollFactor() const;
285
286   /// \return The expected cost of arithmetic ops, such as mul, xor, fsub, etc.
287   virtual unsigned getArithmeticInstrCost(unsigned Opcode, Type *Ty,
288                                   OperandValueKind Opd1Info = OK_AnyValue,
289                                   OperandValueKind Opd2Info = OK_AnyValue) const;
290
291   /// \return The cost of a shuffle instruction of kind Kind and of type Tp.
292   /// The index and subtype parameters are used by the subvector insertion and
293   /// extraction shuffle kinds.
294   virtual unsigned getShuffleCost(ShuffleKind Kind, Type *Tp, int Index = 0,
295                                   Type *SubTp = 0) const;
296
297   /// \return The expected cost of cast instructions, such as bitcast, trunc,
298   /// zext, etc.
299   virtual unsigned getCastInstrCost(unsigned Opcode, Type *Dst,
300                                     Type *Src) const;
301
302   /// \return The expected cost of control-flow related instructions such as
303   /// Phi, Ret, Br.
304   virtual unsigned getCFInstrCost(unsigned Opcode) const;
305
306   /// \returns The expected cost of compare and select instructions.
307   virtual unsigned getCmpSelInstrCost(unsigned Opcode, Type *ValTy,
308                                       Type *CondTy = 0) const;
309
310   /// \return The expected cost of vector Insert and Extract.
311   /// Use -1 to indicate that there is no information on the index value.
312   virtual unsigned getVectorInstrCost(unsigned Opcode, Type *Val,
313                                       unsigned Index = -1) const;
314
315   /// \return The cost of Load and Store instructions.
316   virtual unsigned getMemoryOpCost(unsigned Opcode, Type *Src,
317                                    unsigned Alignment,
318                                    unsigned AddressSpace) const;
319
320   /// \returns The cost of Intrinsic instructions.
321   virtual unsigned getIntrinsicInstrCost(Intrinsic::ID ID, Type *RetTy,
322                                          ArrayRef<Type *> Tys) const;
323
324   /// \returns The number of pieces into which the provided type must be
325   /// split during legalization. Zero is returned when the answer is unknown.
326   virtual unsigned getNumberOfParts(Type *Tp) const;
327
328   /// \returns The cost of the address computation. For most targets this can be
329   /// merged into the instruction indexing mode. Some targets might want to
330   /// distinguish between address computation for memory operations on vector
331   /// types and scalar types. Such targets should override this function.
332   virtual unsigned getAddressComputationCost(Type *Ty) const;
333
334   /// @}
335
336   /// Analysis group identification.
337   static char ID;
338 };
339
340 /// \brief Create the base case instance of a pass in the TTI analysis group.
341 ///
342 /// This class provides the base case for the stack of TTI analyzes. It doesn't
343 /// delegate to anything and uses the STTI and VTTI objects passed in to
344 /// satisfy the queries.
345 ImmutablePass *createNoTargetTransformInfoPass();
346
347 } // End llvm namespace
348
349 #endif