[X86][SSE] Vector integer/float conversion memory folding
[oota-llvm.git] / lib / Target / R600 / AMDGPUAsmPrinter.cpp
index 996d2a612215869a41fecac576dca4b21ae09e60..5511d7c6f8fffd636516da30a342bf921f059b15 100644 (file)
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //
 
-
 #include "AMDGPUAsmPrinter.h"
 #include "AMDGPU.h"
+#include "AMDGPUSubtarget.h"
 #include "R600Defines.h"
 #include "R600MachineFunctionInfo.h"
 #include "R600RegisterInfo.h"
 #include "SIDefines.h"
 #include "SIMachineFunctionInfo.h"
 #include "SIRegisterInfo.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
 #include "llvm/MC/MCContext.h"
 #include "llvm/MC/MCSectionELF.h"
 #include "llvm/MC/MCStreamer.h"
 
 using namespace llvm;
 
+// TODO: This should get the default rounding mode from the kernel. We just set
+// the default here, but this could change if the OpenCL rounding mode pragmas
+// are used.
+//
+// The denormal mode here should match what is reported by the OpenCL runtime
+// for the CL_FP_DENORM bit from CL_DEVICE_{HALF|SINGLE|DOUBLE}_FP_CONFIG, but
+// can also be override to flush with the -cl-denorms-are-zero compiler flag.
+//
+// AMD OpenCL only sets flush none and reports CL_FP_DENORM for double
+// precision, and leaves single precision to flush all and does not report
+// CL_FP_DENORM for CL_DEVICE_SINGLE_FP_CONFIG. Mesa's OpenCL currently reports
+// CL_FP_DENORM for both.
+//
+// FIXME: It seems some instructions do not support single precision denormals
+// regardless of the mode (exp_*_f32, rcp_*_f32, rsq_*_f32, rsq_*f32, sqrt_f32,
+// and sin_f32, cos_f32 on most parts).
+
+// We want to use these instructions, and using fp32 denormals also causes
+// instructions to run at the double precision rate for the device so it's
+// probably best to just report no single precision denormals.
+static uint32_t getFPMode(const MachineFunction &F) {
+  const AMDGPUSubtarget& ST = F.getTarget().getSubtarget<AMDGPUSubtarget>();
+  // TODO: Is there any real use for the flush in only / flush out only modes?
+
+  uint32_t FP32Denormals =
+    ST.hasFP32Denormals() ? FP_DENORM_FLUSH_NONE : FP_DENORM_FLUSH_IN_FLUSH_OUT;
+
+  uint32_t FP64Denormals =
+    ST.hasFP64Denormals() ? FP_DENORM_FLUSH_NONE : FP_DENORM_FLUSH_IN_FLUSH_OUT;
+
+  return FP_ROUND_MODE_SP(FP_ROUND_ROUND_TO_NEAREST) |
+         FP_ROUND_MODE_DP(FP_ROUND_ROUND_TO_NEAREST) |
+         FP_DENORM_MODE_SP(FP32Denormals) |
+         FP_DENORM_MODE_DP(FP64Denormals);
+}
 
 static AsmPrinter *createAMDGPUAsmPrinterPass(TargetMachine &tm,
                                               MCStreamer &Streamer) {
@@ -45,54 +81,118 @@ extern "C" void LLVMInitializeR600AsmPrinter() {
   TargetRegistry::RegisterAsmPrinter(TheAMDGPUTarget, createAMDGPUAsmPrinterPass);
 }
 
-/// We need to override this function so we can avoid
-/// the call to EmitFunctionHeader(), which the MCPureStreamer can't handle.
+AMDGPUAsmPrinter::AMDGPUAsmPrinter(TargetMachine &TM, MCStreamer &Streamer)
+    : AsmPrinter(TM, Streamer) {
+  DisasmEnabled = TM.getSubtarget<AMDGPUSubtarget>().dumpCode();
+}
+
+void AMDGPUAsmPrinter::EmitEndOfAsmFile(Module &M) {
+
+  // This label is used to mark the end of the .text section.
+  const TargetLoweringObjectFile &TLOF = getObjFileLowering();
+  OutStreamer.SwitchSection(TLOF.getTextSection());
+  MCSymbol *EndOfTextLabel =
+      OutContext.GetOrCreateSymbol(StringRef(END_OF_TEXT_LABEL_NAME));
+  OutStreamer.EmitLabel(EndOfTextLabel);
+}
+
 bool AMDGPUAsmPrinter::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
-  const AMDGPUSubtarget &STM = TM.getSubtarget<AMDGPUSubtarget>();
-  if (STM.dumpCode()) {
-#if !defined(NDEBUG) || defined(LLVM_ENABLE_DUMP)
-    MF.dump();
-#endif
-  }
+
+  // The starting address of all shader programs must be 256 bytes aligned.
+  MF.setAlignment(8);
+
   SetupMachineFunction(MF);
-  if (OutStreamer.hasRawTextSupport()) {
-    OutStreamer.EmitRawText("@" + MF.getName() + ":");
-  }
 
-  const MCSectionELF *ConfigSection = getObjFileLowering().getContext()
-                                              .getELFSection(".AMDGPU.config",
+  EmitFunctionHeader();
+
+  MCContext &Context = getObjFileLowering().getContext();
+  const MCSectionELF *ConfigSection = Context.getELFSection(".AMDGPU.config",
                                               ELF::SHT_PROGBITS, 0,
                                               SectionKind::getReadOnly());
   OutStreamer.SwitchSection(ConfigSection);
+
+  const AMDGPUSubtarget &STM = TM.getSubtarget<AMDGPUSubtarget>();
+  SIProgramInfo KernelInfo;
   if (STM.getGeneration() > AMDGPUSubtarget::NORTHERN_ISLANDS) {
-    EmitProgramInfoSI(MF);
+    getSIProgramInfo(KernelInfo, MF);
+    EmitProgramInfoSI(MF, KernelInfo);
   } else {
     EmitProgramInfoR600(MF);
   }
+
+  DisasmLines.clear();
+  HexLines.clear();
+  DisasmLineMaxLen = 0;
+
   OutStreamer.SwitchSection(getObjFileLowering().getTextSection());
   EmitFunctionBody();
+
+  if (isVerbose()) {
+    const MCSectionELF *CommentSection
+      = Context.getELFSection(".AMDGPU.csdata",
+                              ELF::SHT_PROGBITS, 0,
+                              SectionKind::getReadOnly());
+    OutStreamer.SwitchSection(CommentSection);
+
+    if (STM.getGeneration() >= AMDGPUSubtarget::SOUTHERN_ISLANDS) {
+      OutStreamer.emitRawComment(" Kernel info:", false);
+      OutStreamer.emitRawComment(" codeLenInByte = " + Twine(KernelInfo.CodeLen),
+                                 false);
+      OutStreamer.emitRawComment(" NumSgprs: " + Twine(KernelInfo.NumSGPR),
+                                 false);
+      OutStreamer.emitRawComment(" NumVgprs: " + Twine(KernelInfo.NumVGPR),
+                                 false);
+      OutStreamer.emitRawComment(" FloatMode: " + Twine(KernelInfo.FloatMode),
+                                 false);
+      OutStreamer.emitRawComment(" IeeeMode: " + Twine(KernelInfo.IEEEMode),
+                                 false);
+      OutStreamer.emitRawComment(" ScratchSize: " + Twine(KernelInfo.ScratchSize),
+                                 false);
+    } else {
+      R600MachineFunctionInfo *MFI = MF.getInfo<R600MachineFunctionInfo>();
+      OutStreamer.emitRawComment(
+        Twine("SQ_PGM_RESOURCES:STACK_SIZE = " + Twine(MFI->StackSize)));
+    }
+  }
+
+  if (STM.dumpCode()) {
+#if !defined(NDEBUG) || defined(LLVM_ENABLE_DUMP)
+    MF.dump();
+#endif
+
+    if (DisasmEnabled) {
+      OutStreamer.SwitchSection(Context.getELFSection(".AMDGPU.disasm",
+                                                  ELF::SHT_NOTE, 0,
+                                                  SectionKind::getReadOnly()));
+
+      for (size_t i = 0; i < DisasmLines.size(); ++i) {
+        std::string Comment(DisasmLineMaxLen - DisasmLines[i].size(), ' ');
+        Comment += " ; " + HexLines[i] + "\n";
+
+        OutStreamer.EmitBytes(StringRef(DisasmLines[i]));
+        OutStreamer.EmitBytes(StringRef(Comment));
+      }
+    }
+  }
+
   return false;
 }
 
-void AMDGPUAsmPrinter::EmitProgramInfoR600(MachineFunction &MF) {
+void AMDGPUAsmPrinter::EmitProgramInfoR600(const MachineFunction &MF) {
   unsigned MaxGPR = 0;
   bool killPixel = false;
-  const R600RegisterInfo * RI =
-                static_cast<const R600RegisterInfo*>(TM.getRegisterInfo());
-  R600MachineFunctionInfo *MFI = MF.getInfo<R600MachineFunctionInfo>();
+  const R600RegisterInfo *RI = static_cast<const R600RegisterInfo *>(
+      TM.getSubtargetImpl()->getRegisterInfo());
+  const R600MachineFunctionInfo *MFI = MF.getInfo<R600MachineFunctionInfo>();
   const AMDGPUSubtarget &STM = TM.getSubtarget<AMDGPUSubtarget>();
 
-  for (MachineFunction::iterator BB = MF.begin(), BB_E = MF.end();
-                                                  BB != BB_E; ++BB) {
-    MachineBasicBlock &MBB = *BB;
-    for (MachineBasicBlock::iterator I = MBB.begin(), E = MBB.end();
-                                                    I != E; ++I) {
-      MachineInstr &MI = *I;
+  for (const MachineBasicBlock &MBB : MF) {
+    for (const MachineInstr &MI : MBB) {
       if (MI.getOpcode() == AMDGPU::KILLGT)
         killPixel = true;
       unsigned numOperands = MI.getNumOperands();
       for (unsigned op_idx = 0; op_idx < numOperands; op_idx++) {
-        MachineOperand & MO = MI.getOperand(op_idx);
+        const MachineOperand &MO = MI.getOperand(op_idx);
         if (!MO.isReg())
           continue;
         unsigned HWReg = RI->getEncodingValue(MO.getReg()) & 0xff;
@@ -108,7 +208,7 @@ void AMDGPUAsmPrinter::EmitProgramInfoR600(MachineFunction &MF) {
   unsigned RsrcReg;
   if (STM.getGeneration() >= AMDGPUSubtarget::EVERGREEN) {
     // Evergreen / Northern Islands
-    switch (MFI->ShaderType) {
+    switch (MFI->getShaderType()) {
     default: // Fall through
     case ShaderType::COMPUTE:  RsrcReg = R_0288D4_SQ_PGM_RESOURCES_LS; break;
     case ShaderType::GEOMETRY: RsrcReg = R_028878_SQ_PGM_RESOURCES_GS; break;
@@ -117,7 +217,7 @@ void AMDGPUAsmPrinter::EmitProgramInfoR600(MachineFunction &MF) {
     }
   } else {
     // R600 / R700
-    switch (MFI->ShaderType) {
+    switch (MFI->getShaderType()) {
     default: // Fall through
     case ShaderType::GEOMETRY: // Fall through
     case ShaderType::COMPUTE:  // Fall through
@@ -132,44 +232,51 @@ void AMDGPUAsmPrinter::EmitProgramInfoR600(MachineFunction &MF) {
   OutStreamer.EmitIntValue(R_02880C_DB_SHADER_CONTROL, 4);
   OutStreamer.EmitIntValue(S_02880C_KILL_ENABLE(killPixel), 4);
 
-  if (MFI->ShaderType == ShaderType::COMPUTE) {
+  if (MFI->getShaderType() == ShaderType::COMPUTE) {
     OutStreamer.EmitIntValue(R_0288E8_SQ_LDS_ALLOC, 4);
     OutStreamer.EmitIntValue(RoundUpToAlignment(MFI->LDSSize, 4) >> 2, 4);
   }
 }
 
-void AMDGPUAsmPrinter::EmitProgramInfoSI(MachineFunction &MF) {
+void AMDGPUAsmPrinter::getSIProgramInfo(SIProgramInfo &ProgInfo,
+                                        const MachineFunction &MF) const {
+  uint64_t CodeSize = 0;
   unsigned MaxSGPR = 0;
   unsigned MaxVGPR = 0;
   bool VCCUsed = false;
-  const SIRegisterInfo * RI =
-                static_cast<const SIRegisterInfo*>(TM.getRegisterInfo());
+  bool FlatUsed = false;
+  const SIRegisterInfo *RI = static_cast<const SIRegisterInfo *>(
+      TM.getSubtargetImpl()->getRegisterInfo());
 
-  for (MachineFunction::iterator BB = MF.begin(), BB_E = MF.end();
-                                                  BB != BB_E; ++BB) {
-    MachineBasicBlock &MBB = *BB;
-    for (MachineBasicBlock::iterator I = MBB.begin(), E = MBB.end();
-                                                    I != E; ++I) {
-      MachineInstr &MI = *I;
+  for (const MachineBasicBlock &MBB : MF) {
+    for (const MachineInstr &MI : MBB) {
+      // TODO: CodeSize should account for multiple functions.
+      CodeSize += MI.getDesc().Size;
 
       unsigned numOperands = MI.getNumOperands();
       for (unsigned op_idx = 0; op_idx < numOperands; op_idx++) {
-        MachineOperand & MO = MI.getOperand(op_idx);
-        unsigned maxUsed;
+        const MachineOperand &MO = MI.getOperand(op_idx);
         unsigned width = 0;
         bool isSGPR = false;
-        unsigned reg;
-        unsigned hwReg;
+
         if (!MO.isReg()) {
           continue;
         }
-        reg = MO.getReg();
-        if (reg == AMDGPU::VCC) {
+        unsigned reg = MO.getReg();
+        if (reg == AMDGPU::VCC || reg == AMDGPU::VCC_LO ||
+           reg == AMDGPU::VCC_HI) {
           VCCUsed = true;
           continue;
+        } else if (reg == AMDGPU::FLAT_SCR ||
+                   reg == AMDGPU::FLAT_SCR_LO ||
+                   reg == AMDGPU::FLAT_SCR_HI) {
+          FlatUsed = true;
+          continue;
         }
+
         switch (reg) {
         default: break;
+        case AMDGPU::SCC:
         case AMDGPU::EXEC:
         case AMDGPU::M0:
           continue;
@@ -202,14 +309,17 @@ void AMDGPUAsmPrinter::EmitProgramInfoSI(MachineFunction &MF) {
         } else if (AMDGPU::VReg_256RegClass.contains(reg)) {
           isSGPR = false;
           width = 8;
+        } else if (AMDGPU::SReg_512RegClass.contains(reg)) {
+          isSGPR = true;
+          width = 16;
         } else if (AMDGPU::VReg_512RegClass.contains(reg)) {
           isSGPR = false;
           width = 16;
         } else {
-          assert(!"Unknown register class");
+          llvm_unreachable("Unknown register class");
         }
-        hwReg = RI->getEncodingValue(reg) & 0xff;
-        maxUsed = hwReg + width - 1;
+        unsigned hwReg = RI->getEncodingValue(reg) & 0xff;
+        unsigned maxUsed = hwReg + width - 1;
         if (isSGPR) {
           MaxSGPR = maxUsed > MaxSGPR ? maxUsed : MaxSGPR;
         } else {
@@ -218,12 +328,43 @@ void AMDGPUAsmPrinter::EmitProgramInfoSI(MachineFunction &MF) {
       }
     }
   }
-  if (VCCUsed) {
+
+  if (VCCUsed)
     MaxSGPR += 2;
-  }
-  SIMachineFunctionInfo * MFI = MF.getInfo<SIMachineFunctionInfo>();
+
+  if (FlatUsed)
+    MaxSGPR += 2;
+
+  // We found the maximum register index. They start at 0, so add one to get the
+  // number of registers.
+  ProgInfo.NumVGPR = MaxVGPR + 1;
+  ProgInfo.NumSGPR = MaxSGPR + 1;
+
+  // Set the value to initialize FP_ROUND and FP_DENORM parts of the mode
+  // register.
+  ProgInfo.FloatMode = getFPMode(MF);
+
+  // XXX: Not quite sure what this does, but sc seems to unset this.
+  ProgInfo.IEEEMode = 0;
+
+  // Do not clamp NAN to 0.
+  ProgInfo.DX10Clamp = 0;
+
+  const MachineFrameInfo *FrameInfo = MF.getFrameInfo();
+  ProgInfo.ScratchSize = FrameInfo->estimateStackSize(MF);
+
+  ProgInfo.FlatUsed = FlatUsed;
+  ProgInfo.VCCUsed = VCCUsed;
+  ProgInfo.CodeLen = CodeSize;
+}
+
+void AMDGPUAsmPrinter::EmitProgramInfoSI(const MachineFunction &MF,
+                                         const SIProgramInfo &KernelInfo) {
+  const AMDGPUSubtarget &STM = TM.getSubtarget<AMDGPUSubtarget>();
+  const SIMachineFunctionInfo *MFI = MF.getInfo<SIMachineFunctionInfo>();
+
   unsigned RsrcReg;
-  switch (MFI->ShaderType) {
+  switch (MFI->getShaderType()) {
   default: // Fall through
   case ShaderType::COMPUTE:  RsrcReg = R_00B848_COMPUTE_PGM_RSRC1; break;
   case ShaderType::GEOMETRY: RsrcReg = R_00B228_SPI_SHADER_PGM_RSRC1_GS; break;
@@ -231,9 +372,70 @@ void AMDGPUAsmPrinter::EmitProgramInfoSI(MachineFunction &MF) {
   case ShaderType::VERTEX:   RsrcReg = R_00B128_SPI_SHADER_PGM_RSRC1_VS; break;
   }
 
-  OutStreamer.EmitIntValue(RsrcReg, 4);
-  OutStreamer.EmitIntValue(S_00B028_VGPRS(MaxVGPR / 4) | S_00B028_SGPRS(MaxSGPR / 8), 4);
-  if (MFI->ShaderType == ShaderType::PIXEL) {
+  unsigned LDSAlignShift;
+  if (STM.getGeneration() < AMDGPUSubtarget::SEA_ISLANDS) {
+    // LDS is allocated in 64 dword blocks.
+    LDSAlignShift = 8;
+  } else {
+    // LDS is allocated in 128 dword blocks.
+    LDSAlignShift = 9;
+  }
+
+  unsigned LDSSpillSize = MFI->LDSWaveSpillSize *
+                          MFI->getMaximumWorkGroupSize(MF);
+
+  unsigned LDSBlocks =
+     RoundUpToAlignment(MFI->LDSSize + LDSSpillSize,
+                             1 << LDSAlignShift) >> LDSAlignShift;
+
+  // Scratch is allocated in 256 dword blocks.
+  unsigned ScratchAlignShift = 10;
+  // We need to program the hardware with the amount of scratch memory that
+  // is used by the entire wave.  KernelInfo.ScratchSize is the amount of
+  // scratch memory used per thread.
+  unsigned ScratchBlocks =
+    RoundUpToAlignment(KernelInfo.ScratchSize * STM.getWavefrontSize(),
+                       1 << ScratchAlignShift) >> ScratchAlignShift;
+
+  unsigned VGPRBlocks = (KernelInfo.NumVGPR - 1) / 4;
+  unsigned SGPRBlocks = (KernelInfo.NumSGPR - 1) / 8;
+
+  if (MFI->getShaderType() == ShaderType::COMPUTE) {
+    OutStreamer.EmitIntValue(R_00B848_COMPUTE_PGM_RSRC1, 4);
+
+    const uint32_t ComputePGMRSrc1 =
+      S_00B848_VGPRS(VGPRBlocks) |
+      S_00B848_SGPRS(SGPRBlocks) |
+      S_00B848_PRIORITY(KernelInfo.Priority) |
+      S_00B848_FLOAT_MODE(KernelInfo.FloatMode) |
+      S_00B848_PRIV(KernelInfo.Priv) |
+      S_00B848_DX10_CLAMP(KernelInfo.DX10Clamp) |
+      S_00B848_IEEE_MODE(KernelInfo.DebugMode) |
+      S_00B848_IEEE_MODE(KernelInfo.IEEEMode);
+
+    OutStreamer.EmitIntValue(ComputePGMRSrc1, 4);
+
+    OutStreamer.EmitIntValue(R_00B84C_COMPUTE_PGM_RSRC2, 4);
+    const uint32_t ComputePGMRSrc2 =
+      S_00B84C_LDS_SIZE(LDSBlocks) |
+      S_00B02C_SCRATCH_EN(ScratchBlocks > 0);
+
+    OutStreamer.EmitIntValue(ComputePGMRSrc2, 4);
+
+    OutStreamer.EmitIntValue(R_00B860_COMPUTE_TMPRING_SIZE, 4);
+    OutStreamer.EmitIntValue(S_00B860_WAVESIZE(ScratchBlocks), 4);
+
+    // TODO: Should probably note flat usage somewhere. SC emits a "FlatPtr32 =
+    // 0" comment but I don't see a corresponding field in the register spec.
+  } else {
+    OutStreamer.EmitIntValue(RsrcReg, 4);
+    OutStreamer.EmitIntValue(S_00B028_VGPRS(VGPRBlocks) |
+                             S_00B028_SGPRS(SGPRBlocks), 4);
+  }
+
+  if (MFI->getShaderType() == ShaderType::PIXEL) {
+    OutStreamer.EmitIntValue(R_00B02C_SPI_SHADER_PGM_RSRC2_PS, 4);
+    OutStreamer.EmitIntValue(S_00B02C_EXTRA_LDS_SIZE(LDSBlocks), 4);
     OutStreamer.EmitIntValue(R_0286CC_SPI_PS_INPUT_ENA, 4);
     OutStreamer.EmitIntValue(MFI->PSInputAddr, 4);
   }