Prologue support
[oota-llvm.git] / lib / Analysis / DependenceAnalysis.cpp
index 6c987943bb5e46ddff45990aebc218be11820f0c..092df5c15cdebc98817868ee3deb15b31665169f 100644 (file)
@@ -51,8 +51,6 @@
 //                                                                            //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#define DEBUG_TYPE "da"
-
 #include "llvm/Analysis/DependenceAnalysis.h"
 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
@@ -69,6 +67,8 @@
 
 using namespace llvm;
 
+#define DEBUG_TYPE "da"
+
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 // statistics
 
@@ -163,16 +163,15 @@ void dumpExampleDependence(raw_ostream &OS, Function *F,
            DstI != DstE; ++DstI) {
         if (isa<StoreInst>(*DstI) || isa<LoadInst>(*DstI)) {
           OS << "da analyze - ";
-          if (Dependence *D = DA->depends(&*SrcI, &*DstI, true)) {
+          if (auto D = DA->depends(&*SrcI, &*DstI, true)) {
             D->dump(OS);
             for (unsigned Level = 1; Level <= D->getLevels(); Level++) {
               if (D->isSplitable(Level)) {
                 OS << "da analyze - split level = " << Level;
-                OS << ", iteration = " << *DA->getSplitIteration(D, Level);
+                OS << ", iteration = " << *DA->getSplitIteration(*D, Level);
                 OS << "!\n";
               }
             }
-            delete D;
           }
           else
             OS << "none!\n";
@@ -782,6 +781,25 @@ void DependenceAnalysis::collectCommonLoops(const SCEV *Expression,
   }
 }
 
+void DependenceAnalysis::unifySubscriptType(Subscript *Pair) {
+  const SCEV *Src = Pair->Src;
+  const SCEV *Dst = Pair->Dst;
+  IntegerType *SrcTy = dyn_cast<IntegerType>(Src->getType());
+  IntegerType *DstTy = dyn_cast<IntegerType>(Dst->getType());
+  if (SrcTy == nullptr || DstTy == nullptr) {
+    assert(SrcTy == DstTy && "This function only unify integer types and "
+                             "expect Src and Dst share the same type "
+                             "otherwise.");
+    return;
+  }
+  if (SrcTy->getBitWidth() > DstTy->getBitWidth()) {
+    // Sign-extend Dst to typeof(Src) if typeof(Src) is wider than typeof(Dst).
+    Pair->Dst = SE->getSignExtendExpr(Dst, SrcTy);
+  } else if (SrcTy->getBitWidth() < DstTy->getBitWidth()) {
+    // Sign-extend Src to typeof(Dst) if typeof(Dst) is wider than typeof(Src).
+    Pair->Src = SE->getSignExtendExpr(Src, DstTy);
+  }
+}
 
 // removeMatchingExtensions - Examines a subscript pair.
 // If the source and destination are identically sign (or zero)
@@ -794,9 +812,11 @@ void DependenceAnalysis::removeMatchingExtensions(Subscript *Pair) {
       (isa<SCEVSignExtendExpr>(Src) && isa<SCEVSignExtendExpr>(Dst))) {
     const SCEVCastExpr *SrcCast = cast<SCEVCastExpr>(Src);
     const SCEVCastExpr *DstCast = cast<SCEVCastExpr>(Dst);
-    if (SrcCast->getType() == DstCast->getType()) {
-      Pair->Src = SrcCast->getOperand();
-      Pair->Dst = DstCast->getOperand();
+    const SCEV *SrcCastOp = SrcCast->getOperand();
+    const SCEV *DstCastOp = DstCast->getOperand();
+    if (SrcCastOp->getType() == DstCastOp->getType()) {
+      Pair->Src = SrcCastOp;
+      Pair->Dst = DstCastOp;
     }
   }
 }
@@ -2957,15 +2977,11 @@ const SCEV *DependenceAnalysis::addToCoefficient(const SCEV *Expr,
                              AddRec->getNoWrapFlags());
   }
   if (SE->isLoopInvariant(AddRec, TargetLoop))
-    return SE->getAddRecExpr(AddRec,
-                            Value,
-                            TargetLoop,
-                            SCEV::FlagAnyWrap);
-  return SE->getAddRecExpr(addToCoefficient(AddRec->getStart(),
-                                            TargetLoop, Value),
-                           AddRec->getStepRecurrence(*SE),
-                           AddRec->getLoop(),
-                           AddRec->getNoWrapFlags());
+    return SE->getAddRecExpr(AddRec, Value, TargetLoop, SCEV::FlagAnyWrap);
+  return SE->getAddRecExpr(
+      addToCoefficient(AddRec->getStart(), TargetLoop, Value),
+      AddRec->getStepRecurrence(*SE), AddRec->getLoop(),
+      AddRec->getNoWrapFlags());
 }
 
 
@@ -3180,59 +3196,55 @@ void DependenceAnalysis::updateDirection(Dependence::DVEntry &Level,
 /// source and destination array references are recurrences on a nested loop,
 /// this function flattens the nested recurrences into separate recurrences
 /// for each loop level.
-bool
-DependenceAnalysis::tryDelinearize(const SCEV *SrcSCEV, const SCEV *DstSCEV,
-                                   SmallVectorImpl<Subscript> &Pair) const {
+bool DependenceAnalysis::tryDelinearize(const SCEV *SrcSCEV,
+                                        const SCEV *DstSCEV,
+                                        SmallVectorImpl<Subscript> &Pair,
+                                        const SCEV *ElementSize) {
+  const SCEVUnknown *SrcBase =
+      dyn_cast<SCEVUnknown>(SE->getPointerBase(SrcSCEV));
+  const SCEVUnknown *DstBase =
+      dyn_cast<SCEVUnknown>(SE->getPointerBase(DstSCEV));
+
+  if (!SrcBase || !DstBase || SrcBase != DstBase)
+    return false;
+
+  SrcSCEV = SE->getMinusSCEV(SrcSCEV, SrcBase);
+  DstSCEV = SE->getMinusSCEV(DstSCEV, DstBase);
+
   const SCEVAddRecExpr *SrcAR = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(SrcSCEV);
   const SCEVAddRecExpr *DstAR = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(DstSCEV);
   if (!SrcAR || !DstAR || !SrcAR->isAffine() || !DstAR->isAffine())
     return false;
 
-  SmallVector<const SCEV *, 4> SrcSubscripts, DstSubscripts, SrcSizes, DstSizes;
-  const SCEV *RemainderS = SrcAR->delinearize(*SE, SrcSubscripts, SrcSizes);
-  const SCEV *RemainderD = DstAR->delinearize(*SE, DstSubscripts, DstSizes);
-
-  int size = SrcSubscripts.size();
-  // Fail when there is only a subscript: that's a linearized access function.
-  if (size < 2)
-    return false;
+  // First step: collect parametric terms in both array references.
+  SmallVector<const SCEV *, 4> Terms;
+  SrcAR->collectParametricTerms(*SE, Terms);
+  DstAR->collectParametricTerms(*SE, Terms);
 
-  int dstSize = DstSubscripts.size();
-  // Fail when the number of subscripts in Src and Dst differ.
-  if (size != dstSize)
-    return false;
+  // Second step: find subscript sizes.
+  SmallVector<const SCEV *, 4> Sizes;
+  SE->findArrayDimensions(Terms, Sizes, ElementSize);
 
-  // Fail when the size of any of the subscripts in Src and Dst differs: the
-  // dependence analysis assumes that elements in the same array have same size.
-  // SCEV delinearization does not have a context based on which it would decide
-  // globally the size of subscripts that would best fit all the array accesses.
-  for (int i = 0; i < size; ++i)
-    if (SrcSizes[i] != DstSizes[i])
-      return false;
+  // Third step: compute the access functions for each subscript.
+  SmallVector<const SCEV *, 4> SrcSubscripts, DstSubscripts;
+  SrcAR->computeAccessFunctions(*SE, SrcSubscripts, Sizes);
+  DstAR->computeAccessFunctions(*SE, DstSubscripts, Sizes);
 
-  // When the difference in remainders is different than a constant it might be
-  // that the base address of the arrays is not the same.
-  const SCEV *DiffRemainders = SE->getMinusSCEV(RemainderS, RemainderD);
-  if (!isa<SCEVConstant>(DiffRemainders))
+  // Fail when there is only a subscript: that's a linearized access function.
+  if (SrcSubscripts.size() < 2 || DstSubscripts.size() < 2 ||
+      SrcSubscripts.size() != DstSubscripts.size())
     return false;
 
-  // Normalize the last dimension: integrate the size of the "scalar dimension"
-  // and the remainder of the delinearization.
-  DstSubscripts[size-1] = SE->getMulExpr(DstSubscripts[size-1],
-                                         DstSizes[size-1]);
-  SrcSubscripts[size-1] = SE->getMulExpr(SrcSubscripts[size-1],
-                                         SrcSizes[size-1]);
-  SrcSubscripts[size-1] = SE->getAddExpr(SrcSubscripts[size-1], RemainderS);
-  DstSubscripts[size-1] = SE->getAddExpr(DstSubscripts[size-1], RemainderD);
+  int size = SrcSubscripts.size();
 
-#ifndef NDEBUG
-  DEBUG(errs() << "\nSrcSubscripts: ");
-  for (int i = 0; i < size; i++)
-    DEBUG(errs() << *SrcSubscripts[i]);
-  DEBUG(errs() << "\nDstSubscripts: ");
-  for (int i = 0; i < size; i++)
-    DEBUG(errs() << *DstSubscripts[i]);
-#endif
+  DEBUG({
+      dbgs() << "\nSrcSubscripts: ";
+    for (int i = 0; i < size; i++)
+      dbgs() << *SrcSubscripts[i];
+    dbgs() << "\nDstSubscripts: ";
+    for (int i = 0; i < size; i++)
+      dbgs() << *DstSubscripts[i];
+    });
 
   // The delinearization transforms a single-subscript MIV dependence test into
   // a multi-subscript SIV dependence test that is easier to compute. So we
@@ -3242,6 +3254,7 @@ DependenceAnalysis::tryDelinearize(const SCEV *SrcSCEV, const SCEV *DstSCEV,
   for (int i = 0; i < size; ++i) {
     Pair[i].Src = SrcSubscripts[i];
     Pair[i].Dst = DstSubscripts[i];
+    unifySubscriptType(&Pair[i]);
 
     // FIXME: we should record the bounds SrcSizes[i] and DstSizes[i] that the
     // delinearization has found, and add these constraints to the dependence
@@ -3281,9 +3294,9 @@ static void dumpSmallBitVector(SmallBitVector &BV) {
 //
 // Care is required to keep the routine below, getSplitIteration(),
 // up to date with respect to this routine.
-Dependence *DependenceAnalysis::depends(Instruction *Src,
-                                        Instruction *Dst,
-                                        bool PossiblyLoopIndependent) {
+std::unique_ptr<Dependence>
+DependenceAnalysis::depends(Instruction *Src, Instruction *Dst,
+                            bool PossiblyLoopIndependent) {
   if (Src == Dst)
     PossiblyLoopIndependent = false;
 
@@ -3295,7 +3308,7 @@ Dependence *DependenceAnalysis::depends(Instruction *Src,
   if (!isLoadOrStore(Src) || !isLoadOrStore(Dst)) {
     // can only analyze simple loads and stores, i.e., no calls, invokes, etc.
     DEBUG(dbgs() << "can only handle simple loads and stores\n");
-    return new Dependence(Src, Dst);
+    return make_unique<Dependence>(Src, Dst);
   }
 
   Value *SrcPtr = getPointerOperand(Src);
@@ -3306,7 +3319,7 @@ Dependence *DependenceAnalysis::depends(Instruction *Src,
   case AliasAnalysis::PartialAlias:
     // cannot analyse objects if we don't understand their aliasing.
     DEBUG(dbgs() << "can't analyze may or partial alias\n");
-    return new Dependence(Src, Dst);
+    return make_unique<Dependence>(Src, Dst);
   case AliasAnalysis::NoAlias:
     // If the objects noalias, they are distinct, accesses are independent.
     DEBUG(dbgs() << "no alias\n");
@@ -3350,6 +3363,7 @@ Dependence *DependenceAnalysis::depends(Instruction *Src,
          ++SrcIdx, ++DstIdx, ++P) {
       Pair[P].Src = SE->getSCEV(*SrcIdx);
       Pair[P].Dst = SE->getSCEV(*DstIdx);
+      unifySubscriptType(&Pair[P]);
     }
   }
   else {
@@ -3363,7 +3377,7 @@ Dependence *DependenceAnalysis::depends(Instruction *Src,
   }
 
   if (Delinearize && Pairs == 1 && CommonLevels > 1 &&
-      tryDelinearize(Pair[0].Src, Pair[0].Dst, Pair)) {
+      tryDelinearize(Pair[0].Src, Pair[0].Dst, Pair, SE->getElementSize(Src))) {
     DEBUG(dbgs() << "    delinerized GEP\n");
     Pairs = Pair.size();
   }
@@ -3679,9 +3693,9 @@ Dependence *DependenceAnalysis::depends(Instruction *Src,
       return nullptr;
   }
 
-  FullDependence *Final = new FullDependence(Result);
+  auto Final = make_unique<FullDependence>(Result);
   Result.DV = nullptr;
-  return Final;
+  return std::move(Final);
 }
 
 
@@ -3733,13 +3747,12 @@ Dependence *DependenceAnalysis::depends(Instruction *Src,
 //
 // breaks the dependence and allows us to vectorize/parallelize
 // both loops.
-const  SCEV *DependenceAnalysis::getSplitIteration(const Dependence *Dep,
+const  SCEV *DependenceAnalysis::getSplitIteration(const Dependence &Dep,
                                                    unsigned SplitLevel) {
-  assert(Dep && "expected a pointer to a Dependence");
-  assert(Dep->isSplitable(SplitLevel) &&
+  assert(Dep.isSplitable(SplitLevel) &&
          "Dep should be splitable at SplitLevel");
-  Instruction *Src = Dep->getSrc();
-  Instruction *Dst = Dep->getDst();
+  Instruction *Src = Dep.getSrc();
+  Instruction *Dst = Dep.getDst();
   assert(Src->mayReadFromMemory() || Src->mayWriteToMemory());
   assert(Dst->mayReadFromMemory() || Dst->mayWriteToMemory());
   assert(isLoadOrStore(Src));
@@ -3787,7 +3800,7 @@ const  SCEV *DependenceAnalysis::getSplitIteration(const Dependence *Dep,
   }
 
   if (Delinearize && Pairs == 1 && CommonLevels > 1 &&
-      tryDelinearize(Pair[0].Src, Pair[0].Dst, Pair)) {
+      tryDelinearize(Pair[0].Src, Pair[0].Dst, Pair, SE->getElementSize(Src))) {
     DEBUG(dbgs() << "    delinerized GEP\n");
     Pairs = Pair.size();
   }