Add a loop rerolling pass
authorHal Finkel <hfinkel@anl.gov>
Sat, 16 Nov 2013 23:59:05 +0000 (23:59 +0000)
committerHal Finkel <hfinkel@anl.gov>
Sat, 16 Nov 2013 23:59:05 +0000 (23:59 +0000)
commitbebe48dbfe00078329341945bfb11f778ace6d12
tree5efe3810ad3db10985cd43351ed4a7bd83727908
parent0ccb37a7339883e1fd090beadc2deb1ce40ea7d4
Add a loop rerolling pass

This adds a loop rerolling pass: the opposite of (partial) loop unrolling. The
transformation aims to take loops like this:

for (int i = 0; i < 3200; i += 5) {
  a[i]     += alpha * b[i];
  a[i + 1] += alpha * b[i + 1];
  a[i + 2] += alpha * b[i + 2];
  a[i + 3] += alpha * b[i + 3];
  a[i + 4] += alpha * b[i + 4];
}

and turn them into this:

for (int i = 0; i < 3200; ++i) {
  a[i] += alpha * b[i];
}

and loops like this:

for (int i = 0; i < 500; ++i) {
  x[3*i] = foo(0);
  x[3*i+1] = foo(0);
  x[3*i+2] = foo(0);
}

and turn them into this:

for (int i = 0; i < 1500; ++i) {
  x[i] = foo(0);
}

There are two motivations for this transformation:

  1. Code-size reduction (especially relevant, obviously, when compiling for
code size).

  2. Providing greater choice to the loop vectorizer (and generic unroller) to
choose the unrolling factor (and a better ability to vectorize). The loop
vectorizer can take vector lengths and register pressure into account when
choosing an unrolling factor, for example, and a pre-unrolled loop limits that
choice. This is especially problematic if the manual unrolling was optimized
for a machine different from the current target.

The current implementation is limited to single basic-block loops only. The
rerolling recognition should work regardless of how the loop iterations are
intermixed within the loop body (subject to dependency and side-effect
constraints), but the significant restriction is that the order of the
instructions in each iteration must be identical. This seems sufficient to
capture all current use cases.

This pass is not currently enabled by default at any optimization level.

git-svn-id: https://llvm.org/svn/llvm-project/llvm/trunk@194939 91177308-0d34-0410-b5e6-96231b3b80d8
include/llvm-c/Transforms/Scalar.h
include/llvm/InitializePasses.h
include/llvm/LinkAllPasses.h
include/llvm/Transforms/Scalar.h
lib/Transforms/IPO/PassManagerBuilder.cpp
lib/Transforms/Scalar/CMakeLists.txt
lib/Transforms/Scalar/LoopRerollPass.cpp [new file with mode: 0644]
lib/Transforms/Scalar/Scalar.cpp
test/Transforms/LoopReroll/basic.ll [new file with mode: 0644]
test/Transforms/LoopReroll/reduction.ll [new file with mode: 0644]