R600 -> AMDGPU rename
[oota-llvm.git] / lib / Target / R600 / SILoadStoreOptimizer.cpp
diff --git a/lib/Target/R600/SILoadStoreOptimizer.cpp b/lib/Target/R600/SILoadStoreOptimizer.cpp
deleted file mode 100644 (file)
index 9b1d256..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,421 +0,0 @@
-//===-- SILoadStoreOptimizer.cpp ------------------------------------------===//
-//
-//                     The LLVM Compiler Infrastructure
-//
-// This file is distributed under the University of Illinois Open Source
-// License. See LICENSE.TXT for details.
-//
-//===----------------------------------------------------------------------===//
-//
-// This pass tries to fuse DS instructions with close by immediate offsets.
-// This will fuse operations such as
-//  ds_read_b32 v0, v2 offset:16
-//  ds_read_b32 v1, v2 offset:32
-// ==>
-//   ds_read2_b32 v[0:1], v2, offset0:4 offset1:8
-//
-//
-// Future improvements:
-//
-// - This currently relies on the scheduler to place loads and stores next to
-//   each other, and then only merges adjacent pairs of instructions. It would
-//   be good to be more flexible with interleaved instructions, and possibly run
-//   before scheduling. It currently missing stores of constants because loading
-//   the constant into the data register is placed between the stores, although
-//   this is arguably a scheduling problem.
-//
-// - Live interval recomputing seems inefficient. This currently only matches
-//   one pair, and recomputes live intervals and moves on to the next pair. It
-//   would be better to compute a list of all merges that need to occur
-//
-// - With a list of instructions to process, we can also merge more. If a
-//   cluster of loads have offsets that are too large to fit in the 8-bit
-//   offsets, but are close enough to fit in the 8 bits, we can add to the base
-//   pointer and use the new reduced offsets.
-//
-//===----------------------------------------------------------------------===//
-
-#include "AMDGPU.h"
-#include "SIInstrInfo.h"
-#include "SIRegisterInfo.h"
-#include "llvm/CodeGen/LiveIntervalAnalysis.h"
-#include "llvm/CodeGen/LiveVariables.h"
-#include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
-#include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
-#include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
-#include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
-#include "llvm/Support/Debug.h"
-#include "llvm/Support/raw_ostream.h"
-#include "llvm/Target/TargetMachine.h"
-
-using namespace llvm;
-
-#define DEBUG_TYPE "si-load-store-opt"
-
-namespace {
-
-class SILoadStoreOptimizer : public MachineFunctionPass {
-private:
-  const SIInstrInfo *TII;
-  const SIRegisterInfo *TRI;
-  MachineRegisterInfo *MRI;
-  LiveIntervals *LIS;
-
-
-  static bool offsetsCanBeCombined(unsigned Offset0,
-                                   unsigned Offset1,
-                                   unsigned EltSize);
-
-  MachineBasicBlock::iterator findMatchingDSInst(MachineBasicBlock::iterator I,
-                                                 unsigned EltSize);
-
-  void updateRegDefsUses(unsigned SrcReg,
-                         unsigned DstReg,
-                         unsigned SubIdx);
-
-  MachineBasicBlock::iterator mergeRead2Pair(
-    MachineBasicBlock::iterator I,
-    MachineBasicBlock::iterator Paired,
-    unsigned EltSize);
-
-  MachineBasicBlock::iterator mergeWrite2Pair(
-    MachineBasicBlock::iterator I,
-    MachineBasicBlock::iterator Paired,
-    unsigned EltSize);
-
-public:
-  static char ID;
-
-  SILoadStoreOptimizer()
-      : MachineFunctionPass(ID), TII(nullptr), TRI(nullptr), MRI(nullptr),
-        LIS(nullptr) {}
-
-  SILoadStoreOptimizer(const TargetMachine &TM_) : MachineFunctionPass(ID) {
-    initializeSILoadStoreOptimizerPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
-  }
-
-  bool optimizeBlock(MachineBasicBlock &MBB);
-
-  bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) override;
-
-  const char *getPassName() const override {
-    return "SI Load / Store Optimizer";
-  }
-
-  void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override {
-    AU.setPreservesCFG();
-    AU.addPreserved<SlotIndexes>();
-    AU.addPreserved<LiveIntervals>();
-    AU.addPreserved<LiveVariables>();
-    AU.addRequired<LiveIntervals>();
-
-    MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
-  }
-};
-
-} // End anonymous namespace.
-
-INITIALIZE_PASS_BEGIN(SILoadStoreOptimizer, DEBUG_TYPE,
-                      "SI Load / Store Optimizer", false, false)
-INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LiveIntervals)
-INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LiveVariables)
-INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(SlotIndexes)
-INITIALIZE_PASS_END(SILoadStoreOptimizer, DEBUG_TYPE,
-                    "SI Load / Store Optimizer", false, false)
-
-char SILoadStoreOptimizer::ID = 0;
-
-char &llvm::SILoadStoreOptimizerID = SILoadStoreOptimizer::ID;
-
-FunctionPass *llvm::createSILoadStoreOptimizerPass(TargetMachine &TM) {
-  return new SILoadStoreOptimizer(TM);
-}
-
-bool SILoadStoreOptimizer::offsetsCanBeCombined(unsigned Offset0,
-                                                unsigned Offset1,
-                                                unsigned Size) {
-  // XXX - Would the same offset be OK? Is there any reason this would happen or
-  // be useful?
-  if (Offset0 == Offset1)
-    return false;
-
-  // This won't be valid if the offset isn't aligned.
-  if ((Offset0 % Size != 0) || (Offset1 % Size != 0))
-    return false;
-
-  unsigned EltOffset0 = Offset0 / Size;
-  unsigned EltOffset1 = Offset1 / Size;
-
-  // Check if the new offsets fit in the reduced 8-bit range.
-  if (isUInt<8>(EltOffset0) && isUInt<8>(EltOffset1))
-    return true;
-
-  // If the offset in elements doesn't fit in 8-bits, we might be able to use
-  // the stride 64 versions.
-  if ((EltOffset0 % 64 != 0) || (EltOffset1 % 64) != 0)
-    return false;
-
-  return isUInt<8>(EltOffset0 / 64) && isUInt<8>(EltOffset1 / 64);
-}
-
-MachineBasicBlock::iterator
-SILoadStoreOptimizer::findMatchingDSInst(MachineBasicBlock::iterator I,
-                                         unsigned EltSize){
-  MachineBasicBlock::iterator E = I->getParent()->end();
-  MachineBasicBlock::iterator MBBI = I;
-  ++MBBI;
-
-  if (MBBI->getOpcode() != I->getOpcode())
-    return E;
-
-  // Don't merge volatiles.
-  if (MBBI->hasOrderedMemoryRef())
-    return E;
-
-  int AddrIdx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(I->getOpcode(), AMDGPU::OpName::addr);
-  const MachineOperand &AddrReg0 = I->getOperand(AddrIdx);
-  const MachineOperand &AddrReg1 = MBBI->getOperand(AddrIdx);
-
-  // Check same base pointer. Be careful of subregisters, which can occur with
-  // vectors of pointers.
-  if (AddrReg0.getReg() == AddrReg1.getReg() &&
-      AddrReg0.getSubReg() == AddrReg1.getSubReg()) {
-    int OffsetIdx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(I->getOpcode(),
-                                               AMDGPU::OpName::offset);
-    unsigned Offset0 = I->getOperand(OffsetIdx).getImm() & 0xffff;
-    unsigned Offset1 = MBBI->getOperand(OffsetIdx).getImm() & 0xffff;
-
-    // Check both offsets fit in the reduced range.
-    if (offsetsCanBeCombined(Offset0, Offset1, EltSize))
-      return MBBI;
-  }
-
-  return E;
-}
-
-void SILoadStoreOptimizer::updateRegDefsUses(unsigned SrcReg,
-                                             unsigned DstReg,
-                                             unsigned SubIdx) {
-  for (MachineRegisterInfo::reg_iterator I = MRI->reg_begin(SrcReg),
-         E = MRI->reg_end(); I != E; ) {
-    MachineOperand &O = *I;
-    ++I;
-    O.substVirtReg(DstReg, SubIdx, *TRI);
-  }
-}
-
-MachineBasicBlock::iterator  SILoadStoreOptimizer::mergeRead2Pair(
-  MachineBasicBlock::iterator I,
-  MachineBasicBlock::iterator Paired,
-  unsigned EltSize) {
-  MachineBasicBlock *MBB = I->getParent();
-
-  // Be careful, since the addresses could be subregisters themselves in weird
-  // cases, like vectors of pointers.
-  const MachineOperand *AddrReg = TII->getNamedOperand(*I, AMDGPU::OpName::addr);
-
-  unsigned DestReg0 = TII->getNamedOperand(*I, AMDGPU::OpName::vdst)->getReg();
-  unsigned DestReg1
-    = TII->getNamedOperand(*Paired, AMDGPU::OpName::vdst)->getReg();
-
-  unsigned Offset0
-          = TII->getNamedOperand(*I, AMDGPU::OpName::offset)->getImm() & 0xffff;
-  unsigned Offset1
-    = TII->getNamedOperand(*Paired, AMDGPU::OpName::offset)->getImm() & 0xffff;
-
-  unsigned NewOffset0 = Offset0 / EltSize;
-  unsigned NewOffset1 = Offset1 / EltSize;
-  unsigned Opc = (EltSize == 4) ? AMDGPU::DS_READ2_B32 : AMDGPU::DS_READ2_B64;
-
-  // Prefer the st64 form if we can use it, even if we can fit the offset in the
-  // non st64 version. I'm not sure if there's any real reason to do this.
-  bool UseST64 = (NewOffset0 % 64 == 0) && (NewOffset1 % 64 == 0);
-  if (UseST64) {
-    NewOffset0 /= 64;
-    NewOffset1 /= 64;
-    Opc = (EltSize == 4) ? AMDGPU::DS_READ2ST64_B32 : AMDGPU::DS_READ2ST64_B64;
-  }
-
-  assert((isUInt<8>(NewOffset0) && isUInt<8>(NewOffset1)) &&
-         (NewOffset0 != NewOffset1) &&
-         "Computed offset doesn't fit");
-
-  const MCInstrDesc &Read2Desc = TII->get(Opc);
-
-  const TargetRegisterClass *SuperRC
-    = (EltSize == 4) ? &AMDGPU::VReg_64RegClass : &AMDGPU::VReg_128RegClass;
-  unsigned DestReg = MRI->createVirtualRegister(SuperRC);
-
-  DebugLoc DL = I->getDebugLoc();
-  MachineInstrBuilder Read2
-    = BuildMI(*MBB, I, DL, Read2Desc, DestReg)
-    .addOperand(*AddrReg) // addr
-    .addImm(NewOffset0) // offset0
-    .addImm(NewOffset1) // offset1
-    .addImm(0) // gds
-    .addMemOperand(*I->memoperands_begin())
-    .addMemOperand(*Paired->memoperands_begin());
-
-  unsigned SubRegIdx0 = (EltSize == 4) ? AMDGPU::sub0 : AMDGPU::sub0_sub1;
-  unsigned SubRegIdx1 = (EltSize == 4) ? AMDGPU::sub1 : AMDGPU::sub2_sub3;
-  updateRegDefsUses(DestReg0, DestReg, SubRegIdx0);
-  updateRegDefsUses(DestReg1, DestReg, SubRegIdx1);
-
-  LIS->RemoveMachineInstrFromMaps(I);
-  // Replacing Paired in the maps with Read2 allows us to avoid updating the
-  // live range for the m0 register.
-  LIS->ReplaceMachineInstrInMaps(Paired, Read2);
-  I->eraseFromParent();
-  Paired->eraseFromParent();
-
-  LiveInterval &AddrRegLI = LIS->getInterval(AddrReg->getReg());
-  LIS->shrinkToUses(&AddrRegLI);
-
-  LIS->getInterval(DestReg); // Create new LI
-
-  DEBUG(dbgs() << "Inserted read2: " << *Read2 << '\n');
-  return Read2.getInstr();
-}
-
-MachineBasicBlock::iterator SILoadStoreOptimizer::mergeWrite2Pair(
-  MachineBasicBlock::iterator I,
-  MachineBasicBlock::iterator Paired,
-  unsigned EltSize) {
-  MachineBasicBlock *MBB = I->getParent();
-
-  // Be sure to use .addOperand(), and not .addReg() with these. We want to be
-  // sure we preserve the subregister index and any register flags set on them.
-  const MachineOperand *Addr = TII->getNamedOperand(*I, AMDGPU::OpName::addr);
-  const MachineOperand *Data0 = TII->getNamedOperand(*I, AMDGPU::OpName::data0);
-  const MachineOperand *Data1
-    = TII->getNamedOperand(*Paired, AMDGPU::OpName::data0);
-
-
-  unsigned Offset0
-    = TII->getNamedOperand(*I, AMDGPU::OpName::offset)->getImm() & 0xffff;
-  unsigned Offset1
-    = TII->getNamedOperand(*Paired, AMDGPU::OpName::offset)->getImm() & 0xffff;
-
-  unsigned NewOffset0 = Offset0 / EltSize;
-  unsigned NewOffset1 = Offset1 / EltSize;
-  unsigned Opc = (EltSize == 4) ? AMDGPU::DS_WRITE2_B32 : AMDGPU::DS_WRITE2_B64;
-
-  // Prefer the st64 form if we can use it, even if we can fit the offset in the
-  // non st64 version. I'm not sure if there's any real reason to do this.
-  bool UseST64 = (NewOffset0 % 64 == 0) && (NewOffset1 % 64 == 0);
-  if (UseST64) {
-    NewOffset0 /= 64;
-    NewOffset1 /= 64;
-    Opc = (EltSize == 4) ? AMDGPU::DS_WRITE2ST64_B32 : AMDGPU::DS_WRITE2ST64_B64;
-  }
-
-  assert((isUInt<8>(NewOffset0) && isUInt<8>(NewOffset1)) &&
-         (NewOffset0 != NewOffset1) &&
-         "Computed offset doesn't fit");
-
-  const MCInstrDesc &Write2Desc = TII->get(Opc);
-  DebugLoc DL = I->getDebugLoc();
-
-  // repairLiveintervalsInRange() doesn't handle physical register, so we have
-  // to update the M0 range manually.
-  SlotIndex PairedIndex = LIS->getInstructionIndex(Paired);
-  LiveRange &M0Range = LIS->getRegUnit(*MCRegUnitIterator(AMDGPU::M0, TRI));
-  LiveRange::Segment *M0Segment = M0Range.getSegmentContaining(PairedIndex);
-  bool UpdateM0Range = M0Segment->end == PairedIndex.getRegSlot();
-
-  MachineInstrBuilder Write2
-    = BuildMI(*MBB, I, DL, Write2Desc)
-    .addOperand(*Addr) // addr
-    .addOperand(*Data0) // data0
-    .addOperand(*Data1) // data1
-    .addImm(NewOffset0) // offset0
-    .addImm(NewOffset1) // offset1
-    .addImm(0) // gds
-    .addMemOperand(*I->memoperands_begin())
-    .addMemOperand(*Paired->memoperands_begin());
-
-  // XXX - How do we express subregisters here?
-  unsigned OrigRegs[] = { Data0->getReg(), Data1->getReg(), Addr->getReg() };
-
-  LIS->RemoveMachineInstrFromMaps(I);
-  LIS->RemoveMachineInstrFromMaps(Paired);
-  I->eraseFromParent();
-  Paired->eraseFromParent();
-
-  // This doesn't handle physical registers like M0
-  LIS->repairIntervalsInRange(MBB, Write2, Write2, OrigRegs);
-
-  if (UpdateM0Range) {
-    SlotIndex Write2Index = LIS->getInstructionIndex(Write2);
-    M0Segment->end = Write2Index.getRegSlot();
-  }
-
-  DEBUG(dbgs() << "Inserted write2 inst: " << *Write2 << '\n');
-  return Write2.getInstr();
-}
-
-// Scan through looking for adjacent LDS operations with constant offsets from
-// the same base register. We rely on the scheduler to do the hard work of
-// clustering nearby loads, and assume these are all adjacent.
-bool SILoadStoreOptimizer::optimizeBlock(MachineBasicBlock &MBB) {
-  bool Modified = false;
-
-  for (MachineBasicBlock::iterator I = MBB.begin(), E = MBB.end(); I != E;) {
-    MachineInstr &MI = *I;
-
-    // Don't combine if volatile.
-    if (MI.hasOrderedMemoryRef()) {
-      ++I;
-      continue;
-    }
-
-    unsigned Opc = MI.getOpcode();
-    if (Opc == AMDGPU::DS_READ_B32 || Opc == AMDGPU::DS_READ_B64) {
-      unsigned Size = (Opc == AMDGPU::DS_READ_B64) ? 8 : 4;
-      MachineBasicBlock::iterator Match = findMatchingDSInst(I, Size);
-      if (Match != E) {
-        Modified = true;
-        I = mergeRead2Pair(I, Match, Size);
-      } else {
-        ++I;
-      }
-
-      continue;
-    } else if (Opc == AMDGPU::DS_WRITE_B32 || Opc == AMDGPU::DS_WRITE_B64) {
-      unsigned Size = (Opc == AMDGPU::DS_WRITE_B64) ? 8 : 4;
-      MachineBasicBlock::iterator Match = findMatchingDSInst(I, Size);
-      if (Match != E) {
-        Modified = true;
-        I = mergeWrite2Pair(I, Match, Size);
-      } else {
-        ++I;
-      }
-
-      continue;
-    }
-
-    ++I;
-  }
-
-  return Modified;
-}
-
-bool SILoadStoreOptimizer::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
-  const TargetSubtargetInfo &STM = MF.getSubtarget();
-  TRI = static_cast<const SIRegisterInfo *>(STM.getRegisterInfo());
-  TII = static_cast<const SIInstrInfo *>(STM.getInstrInfo());
-  MRI = &MF.getRegInfo();
-
-  LIS = &getAnalysis<LiveIntervals>();
-
-  DEBUG(dbgs() << "Running SILoadStoreOptimizer\n");
-
-  assert(!MRI->isSSA());
-
-  bool Modified = false;
-
-  for (MachineBasicBlock &MBB : MF)
-    Modified |= optimizeBlock(MBB);
-
-  return Modified;
-}