R600: Add carry and borrow instructions. Use them to implement UADDO/USUBO
authorJan Vesely <jan.vesely@rutgers.edu>
Mon, 13 Apr 2015 16:26:00 +0000 (16:26 +0000)
committerJan Vesely <jan.vesely@rutgers.edu>
Mon, 13 Apr 2015 16:26:00 +0000 (16:26 +0000)
v2: tighten the sub64 tests
v3: rename to CARRY/BORROW
v4: fixup test cmdline
    add known bits computation
    use sign extend instead of sub 0,x
    better add test
v5: remove redundant break
    move lowering to separate functions
    fix comments

Signed-off-by: Jan Vesely <jan.vesely@rutgers.edu>
Reviewers: arsenm

git-svn-id: https://llvm.org/svn/llvm-project/llvm/trunk@234759 91177308-0d34-0410-b5e6-96231b3b80d8

lib/Target/R600/AMDGPUISelLowering.cpp
lib/Target/R600/AMDGPUISelLowering.h
lib/Target/R600/AMDGPUInstrInfo.td
lib/Target/R600/AMDGPUSubtarget.h
lib/Target/R600/EvergreenInstructions.td
lib/Target/R600/R600ISelLowering.cpp
lib/Target/R600/R600ISelLowering.h
test/CodeGen/R600/add.ll
test/CodeGen/R600/sub.ll
test/CodeGen/R600/uaddo.ll
test/CodeGen/R600/usubo.ll

index 7c5235d15075af2f7364c2191c90ffbf79542dd4..41ab6c29b1e83a7dda694d8b5c7854617308304f 100644 (file)
@@ -2763,6 +2763,12 @@ void AMDGPUTargetLowering::computeKnownBitsForTargetNode(
                               KnownZero, KnownOne, DAG, Depth);
     break;
 
+  case AMDGPUISD::CARRY:
+  case AMDGPUISD::BORROW: {
+    KnownZero = APInt::getHighBitsSet(32, 31);
+    break;
+  }
+
   case AMDGPUISD::BFE_I32:
   case AMDGPUISD::BFE_U32: {
     ConstantSDNode *CWidth = dyn_cast<ConstantSDNode>(Op.getOperand(2));
@@ -2805,6 +2811,10 @@ unsigned AMDGPUTargetLowering::ComputeNumSignBitsForTargetNode(
     return Width ? 32 - (Width->getZExtValue() & 0x1f) : 1;
   }
 
+  case AMDGPUISD::CARRY:
+  case AMDGPUISD::BORROW:
+    return 31;
+
   default:
     return 1;
   }
index 6bc6ca5bbc581e012b6f552d60c6266e7c44e761..d231bcac2ab7c6c211b795a530fa29d1c683dcfb 100644 (file)
@@ -250,6 +250,8 @@ enum {
   LDEXP,
   FP_CLASS,
   DOT4,
+  CARRY,
+  BORROW,
   BFE_U32, // Extract range of bits with zero extension to 32-bits.
   BFE_I32, // Extract range of bits with sign extension to 32-bits.
   BFI, // (src0 & src1) | (~src0 & src2)
index 901eb5110f2f4e70644b3faac3edbec705b2fc35..d72cb1d7f8c163af5cf850ef7a63d2a8f83e838e 100644 (file)
@@ -136,6 +136,13 @@ def AMDGPUumin3 : SDNode<"AMDGPUISD::UMIN3", AMDGPUDTIntTernaryOp,
   [/*SDNPCommutative, SDNPAssociative*/]
 >;
 
+// out = (src0 + src1 > 0xFFFFFFFF) ? 1 : 0
+def AMDGPUcarry : SDNode<"AMDGPUISD::CARRY", SDTIntBinOp, []>;
+
+// out = (src1 > src0) ? 1 : 0
+def AMDGPUborrow : SDNode<"AMDGPUISD::BORROW", SDTIntBinOp, []>;
+
+
 def AMDGPUcvt_f32_ubyte0 : SDNode<"AMDGPUISD::CVT_F32_UBYTE0",
   SDTIntToFPOp, []>;
 def AMDGPUcvt_f32_ubyte1 : SDNode<"AMDGPUISD::CVT_F32_UBYTE1",
index aeb0817553dd53ab1ae62a666254e26052e210f3..2b7f6f221107ee3282d51dd1936488e41d5d11a2 100644 (file)
@@ -183,6 +183,14 @@ public:
     return (getGeneration() >= EVERGREEN);
   }
 
+  bool hasCARRY() const {
+    return (getGeneration() >= EVERGREEN);
+  }
+
+  bool hasBORROW() const {
+    return (getGeneration() >= EVERGREEN);
+  }
+
   bool IsIRStructurizerEnabled() const {
     return EnableIRStructurizer;
   }
index 556014690095ac6297c9ec0f46cf0bc43b33ba36..7adcd46fe1960b551aaa525661457484c1f6bece 100644 (file)
@@ -335,6 +335,9 @@ defm CUBE_eg : CUBE_Common<0xC0>;
 
 def BCNT_INT : R600_1OP_Helper <0xAA, "BCNT_INT", ctpop, VecALU>;
 
+def ADDC_UINT : R600_2OP_Helper <0x52, "ADDC_UINT", AMDGPUcarry>;
+def SUBB_UINT : R600_2OP_Helper <0x53, "SUBB_UINT", AMDGPUborrow>;
+
 def FFBH_UINT : R600_1OP_Helper <0xAB, "FFBH_UINT", ctlz_zero_undef, VecALU>;
 def FFBL_INT : R600_1OP_Helper <0xAC, "FFBL_INT", cttz_zero_undef, VecALU>;
 
index b6b7067f7e1d462ab95409a6dc261b425a840f2c..8d466b9c891d7b0f78f5b6a8c574a84479b25d55 100644 (file)
@@ -91,6 +91,15 @@ R600TargetLowering::R600TargetLowering(TargetMachine &TM,
   setOperationAction(ISD::SELECT, MVT::v2i32, Expand);
   setOperationAction(ISD::SELECT, MVT::v4i32, Expand);
 
+  // ADD, SUB overflow. These need to be Custom because
+  // SelectionDAGLegalize::LegalizeOp (LegalizeDAG.cpp)
+  // turns Legal into expand
+  if (Subtarget->hasCARRY())
+    setOperationAction(ISD::UADDO, MVT::i32, Custom);
+
+  if (Subtarget->hasBORROW())
+    setOperationAction(ISD::USUBO, MVT::i32, Custom);
+
   // Expand sign extension of vectors
   if (!Subtarget->hasBFE())
     setOperationAction(ISD::SIGN_EXTEND_INREG, MVT::i1, Expand);
@@ -163,8 +172,6 @@ R600TargetLowering::R600TargetLowering(TargetMachine &TM,
   setTargetDAGCombine(ISD::SELECT_CC);
   setTargetDAGCombine(ISD::INSERT_VECTOR_ELT);
 
-  setOperationAction(ISD::SUB, MVT::i64, Expand);
-
   // These should be replaced by UDVIREM, but it does not happen automatically
   // during Type Legalization
   setOperationAction(ISD::UDIV, MVT::i64, Custom);
@@ -585,6 +592,8 @@ SDValue R600TargetLowering::LowerOperation(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const
   case ISD::SHL_PARTS: return LowerSHLParts(Op, DAG);
   case ISD::SRA_PARTS:
   case ISD::SRL_PARTS: return LowerSRXParts(Op, DAG);
+  case ISD::UADDO: return LowerUADDSUBO(Op, DAG, ISD::ADD, AMDGPUISD::CARRY);
+  case ISD::USUBO: return LowerUADDSUBO(Op, DAG, ISD::SUB, AMDGPUISD::BORROW);
   case ISD::FCOS:
   case ISD::FSIN: return LowerTrig(Op, DAG);
   case ISD::SELECT_CC: return LowerSELECT_CC(Op, DAG);
@@ -1076,6 +1085,24 @@ SDValue R600TargetLowering::LowerSRXParts(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const {
   return DAG.getNode(ISD::MERGE_VALUES, DL, DAG.getVTList(VT,VT), Lo, Hi);
 }
 
+SDValue R600TargetLowering::LowerUADDSUBO(SDValue Op, SelectionDAG &DAG,
+                                          unsigned mainop, unsigned ovf) const {
+  SDLoc DL(Op);
+  EVT VT = Op.getValueType();
+
+  SDValue Lo = Op.getOperand(0);
+  SDValue Hi = Op.getOperand(1);
+
+  SDValue OVF = DAG.getNode(ovf, DL, VT, Lo, Hi);
+  // Extend sign.
+  OVF = DAG.getNode(ISD::SIGN_EXTEND_INREG, DL, VT, OVF,
+                    DAG.getValueType(MVT::i1));
+
+  SDValue Res = DAG.getNode(mainop, DL, VT, Lo, Hi);
+
+  return DAG.getNode(ISD::MERGE_VALUES, DL, DAG.getVTList(VT, VT), Res, OVF);
+}
+
 SDValue R600TargetLowering::LowerFPTOUINT(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const {
   return DAG.getNode(
       ISD::SETCC,
index c54719574f9a1bf0482fbb23b6702731a53690a8..5eb63e389e1356bc3017860f2ec4ea9ca467bca3 100644 (file)
@@ -63,6 +63,8 @@ private:
   SDValue LowerTrig(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
   SDValue LowerSHLParts(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
   SDValue LowerSRXParts(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
+  SDValue LowerUADDSUBO(SDValue Op, SelectionDAG &DAG,
+                        unsigned mainop, unsigned ovf) const;
 
   SDValue stackPtrToRegIndex(SDValue Ptr, unsigned StackWidth,
                                           SelectionDAG &DAG) const;
index 702716167967fb9ef7831101cf5b6320d12a82c2..655e75dbc1a48db7ffb77bc71f0d3afa2d745ffc 100644 (file)
@@ -62,6 +62,7 @@ define void @test4(<4 x i32> addrspace(1)* %out, <4 x i32> addrspace(1)* %in) {
 ; EG: ADD_INT
 ; EG: ADD_INT
 ; EG: ADD_INT
+
 ; SI: s_add_i32
 ; SI: s_add_i32
 ; SI: s_add_i32
@@ -94,6 +95,7 @@ entry:
 ; EG: ADD_INT
 ; EG: ADD_INT
 ; EG: ADD_INT
+
 ; SI: s_add_i32
 ; SI: s_add_i32
 ; SI: s_add_i32
@@ -120,6 +122,14 @@ entry:
 ; FUNC-LABEL: {{^}}add64:
 ; SI: s_add_u32
 ; SI: s_addc_u32
+
+; EG: MEM_RAT_CACHELESS STORE_RAW [[LO:T[0-9]+\.[XYZW]]]
+; EG: MEM_RAT_CACHELESS STORE_RAW [[HI:T[0-9]+\.[XYZW]]]
+; EG-DAG: ADD_INT {{[* ]*}}[[LO]]
+; EG-DAG: ADDC_UINT
+; EG-DAG: ADD_INT
+; EG-DAG: ADD_INT {{[* ]*}}[[HI]]
+; EG-NOT: SUB
 define void @add64(i64 addrspace(1)* %out, i64 %a, i64 %b) {
 entry:
   %0 = add i64 %a, %b
@@ -134,6 +144,14 @@ entry:
 
 ; FUNC-LABEL: {{^}}add64_sgpr_vgpr:
 ; SI-NOT: v_addc_u32_e32 s
+
+; EG: MEM_RAT_CACHELESS STORE_RAW [[LO:T[0-9]+\.[XYZW]]]
+; EG: MEM_RAT_CACHELESS STORE_RAW [[HI:T[0-9]+\.[XYZW]]]
+; EG-DAG: ADD_INT {{[* ]*}}[[LO]]
+; EG-DAG: ADDC_UINT
+; EG-DAG: ADD_INT
+; EG-DAG: ADD_INT {{[* ]*}}[[HI]]
+; EG-NOT: SUB
 define void @add64_sgpr_vgpr(i64 addrspace(1)* %out, i64 %a, i64 addrspace(1)* %in) {
 entry:
   %0 = load i64, i64 addrspace(1)* %in
@@ -146,6 +164,14 @@ entry:
 ; FUNC-LABEL: {{^}}add64_in_branch:
 ; SI: s_add_u32
 ; SI: s_addc_u32
+
+; EG: MEM_RAT_CACHELESS STORE_RAW [[LO:T[0-9]+\.[XYZW]]]
+; EG: MEM_RAT_CACHELESS STORE_RAW [[HI:T[0-9]+\.[XYZW]]]
+; EG-DAG: ADD_INT {{[* ]*}}[[LO]]
+; EG-DAG: ADDC_UINT
+; EG-DAG: ADD_INT
+; EG-DAG: ADD_INT {{[* ]*}}[[HI]]
+; EG-NOT: SUB
 define void @add64_in_branch(i64 addrspace(1)* %out, i64 addrspace(1)* %in, i64 %a, i64 %b, i64 %c) {
 entry:
   %0 = icmp eq i64 %a, 0
index 7216a312ebcb867afd100f6916afe3330a7ceed8..b7fba0efa5b2999b6dade291920fd7f4985a58de 100644 (file)
@@ -58,10 +58,13 @@ define void @test_sub_v4i32(<4 x i32> addrspace(1)* %out, <4 x i32> addrspace(1)
 ; SI: s_sub_u32
 ; SI: s_subb_u32
 
+; EG: MEM_RAT_CACHELESS STORE_RAW [[LO:T[0-9]+\.[XYZW]]]
+; EG: MEM_RAT_CACHELESS STORE_RAW [[HI:T[0-9]+\.[XYZW]]]
+; EG-DAG: SUB_INT {{[* ]*}}[[LO]]
+; EG-DAG: SUBB_UINT
 ; EG-DAG: SUB_INT
-; EG-DAG: SETGT_UINT
-; EG-DAG: SUB_INT
-; EG-DAG: ADD_INT
+; EG-DAG: SUB_INT {{[* ]*}}[[HI]]
+; EG-NOT: SUB
 define void @s_sub_i64(i64 addrspace(1)* noalias %out, i64 %a, i64 %b) nounwind {
   %result = sub i64 %a, %b
   store i64 %result, i64 addrspace(1)* %out, align 8
@@ -72,10 +75,13 @@ define void @s_sub_i64(i64 addrspace(1)* noalias %out, i64 %a, i64 %b) nounwind
 ; SI: v_sub_i32_e32
 ; SI: v_subb_u32_e32
 
+; EG: MEM_RAT_CACHELESS STORE_RAW [[LO:T[0-9]+\.[XYZW]]]
+; EG: MEM_RAT_CACHELESS STORE_RAW [[HI:T[0-9]+\.[XYZW]]]
+; EG-DAG: SUB_INT {{[* ]*}}[[LO]]
+; EG-DAG: SUBB_UINT
 ; EG-DAG: SUB_INT
-; EG-DAG: SETGT_UINT
-; EG-DAG: SUB_INT
-; EG-DAG: ADD_INT
+; EG-DAG: SUB_INT {{[* ]*}}[[HI]]
+; EG-NOT: SUB
 define void @v_sub_i64(i64 addrspace(1)* noalias %out, i64 addrspace(1)* noalias %inA, i64 addrspace(1)* noalias %inB) nounwind {
   %tid = call i32 @llvm.r600.read.tidig.x() readnone
   %a_ptr = getelementptr i64, i64 addrspace(1)* %inA, i32 %tid
index 9f383654b704b69f09b04c1749f863b4c234be4a..11438f267ad08aff30ba50fa9a934f954d733fd7 100644 (file)
@@ -1,6 +1,6 @@
 ; RUN: llc -march=amdgcn -mcpu=SI -verify-machineinstrs< %s | FileCheck -check-prefix=SI -check-prefix=FUNC %s
 ; RUN: llc -march=amdgcn -mcpu=tonga -verify-machineinstrs< %s | FileCheck -check-prefix=SI -check-prefix=FUNC %s
-; RUN: llc -march=r600 -mcpu=cypress -verify-machineinstrs< %s
+; RUN: llc -march=r600 -mcpu=cypress -verify-machineinstrs< %s | FileCheck -check-prefix=EG -check-prefix=FUNC %s
 
 declare { i32, i1 } @llvm.uadd.with.overflow.i32(i32, i32) nounwind readnone
 declare { i64, i1 } @llvm.uadd.with.overflow.i64(i64, i64) nounwind readnone
@@ -9,6 +9,9 @@ declare { i64, i1 } @llvm.uadd.with.overflow.i64(i64, i64) nounwind readnone
 ; SI: add
 ; SI: addc
 ; SI: addc
+
+; EG: ADDC_UINT
+; EG: ADDC_UINT
 define void @uaddo_i64_zext(i64 addrspace(1)* %out, i64 %a, i64 %b) nounwind {
   %uadd = call { i64, i1 } @llvm.uadd.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b) nounwind
   %val = extractvalue { i64, i1 } %uadd, 0
@@ -21,6 +24,9 @@ define void @uaddo_i64_zext(i64 addrspace(1)* %out, i64 %a, i64 %b) nounwind {
 
 ; FUNC-LABEL: {{^}}s_uaddo_i32:
 ; SI: s_add_i32
+
+; EG: ADDC_UINT
+; EG: ADD_INT
 define void @s_uaddo_i32(i32 addrspace(1)* %out, i1 addrspace(1)* %carryout, i32 %a, i32 %b) nounwind {
   %uadd = call { i32, i1 } @llvm.uadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b) nounwind
   %val = extractvalue { i32, i1 } %uadd, 0
@@ -32,6 +38,9 @@ define void @s_uaddo_i32(i32 addrspace(1)* %out, i1 addrspace(1)* %carryout, i32
 
 ; FUNC-LABEL: {{^}}v_uaddo_i32:
 ; SI: v_add_i32
+
+; EG: ADDC_UINT
+; EG: ADD_INT
 define void @v_uaddo_i32(i32 addrspace(1)* %out, i1 addrspace(1)* %carryout, i32 addrspace(1)* %aptr, i32 addrspace(1)* %bptr) nounwind {
   %a = load i32, i32 addrspace(1)* %aptr, align 4
   %b = load i32, i32 addrspace(1)* %bptr, align 4
@@ -46,6 +55,9 @@ define void @v_uaddo_i32(i32 addrspace(1)* %out, i1 addrspace(1)* %carryout, i32
 ; FUNC-LABEL: {{^}}s_uaddo_i64:
 ; SI: s_add_u32
 ; SI: s_addc_u32
+
+; EG: ADDC_UINT
+; EG: ADD_INT
 define void @s_uaddo_i64(i64 addrspace(1)* %out, i1 addrspace(1)* %carryout, i64 %a, i64 %b) nounwind {
   %uadd = call { i64, i1 } @llvm.uadd.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b) nounwind
   %val = extractvalue { i64, i1 } %uadd, 0
@@ -58,6 +70,9 @@ define void @s_uaddo_i64(i64 addrspace(1)* %out, i1 addrspace(1)* %carryout, i64
 ; FUNC-LABEL: {{^}}v_uaddo_i64:
 ; SI: v_add_i32
 ; SI: v_addc_u32
+
+; EG: ADDC_UINT
+; EG: ADD_INT
 define void @v_uaddo_i64(i64 addrspace(1)* %out, i1 addrspace(1)* %carryout, i64 addrspace(1)* %aptr, i64 addrspace(1)* %bptr) nounwind {
   %a = load i64, i64 addrspace(1)* %aptr, align 4
   %b = load i64, i64 addrspace(1)* %bptr, align 4
index a753ca4e9793c459fbd3328cb9e66d9ada58502a..3c9b1622a076c581173045381de9c480b05197de 100644 (file)
@@ -1,11 +1,14 @@
 ; RUN: llc -march=amdgcn -mcpu=SI -verify-machineinstrs< %s | FileCheck -check-prefix=SI -check-prefix=FUNC %s
 ; RUN: llc -march=amdgcn -mcpu=tonga -verify-machineinstrs< %s | FileCheck -check-prefix=SI -check-prefix=FUNC %s
-; RUN: llc -march=r600 -mcpu=cypress -verify-machineinstrs< %s
+; RUN: llc -march=r600 -mcpu=cypress -verify-machineinstrs< %s | FileCheck -check-prefix=EG -check-prefix=FUNC %s
 
 declare { i32, i1 } @llvm.usub.with.overflow.i32(i32, i32) nounwind readnone
 declare { i64, i1 } @llvm.usub.with.overflow.i64(i64, i64) nounwind readnone
 
 ; FUNC-LABEL: {{^}}usubo_i64_zext:
+
+; EG: SUBB_UINT
+; EG: ADDC_UINT
 define void @usubo_i64_zext(i64 addrspace(1)* %out, i64 %a, i64 %b) nounwind {
   %usub = call { i64, i1 } @llvm.usub.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b) nounwind
   %val = extractvalue { i64, i1 } %usub, 0
@@ -18,6 +21,9 @@ define void @usubo_i64_zext(i64 addrspace(1)* %out, i64 %a, i64 %b) nounwind {
 
 ; FUNC-LABEL: {{^}}s_usubo_i32:
 ; SI: s_sub_i32
+
+; EG-DAG: SUBB_UINT
+; EG-DAG: SUB_INT
 define void @s_usubo_i32(i32 addrspace(1)* %out, i1 addrspace(1)* %carryout, i32 %a, i32 %b) nounwind {
   %usub = call { i32, i1 } @llvm.usub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b) nounwind
   %val = extractvalue { i32, i1 } %usub, 0
@@ -29,6 +35,9 @@ define void @s_usubo_i32(i32 addrspace(1)* %out, i1 addrspace(1)* %carryout, i32
 
 ; FUNC-LABEL: {{^}}v_usubo_i32:
 ; SI: v_subrev_i32_e32
+
+; EG-DAG: SUBB_UINT
+; EG-DAG: SUB_INT
 define void @v_usubo_i32(i32 addrspace(1)* %out, i1 addrspace(1)* %carryout, i32 addrspace(1)* %aptr, i32 addrspace(1)* %bptr) nounwind {
   %a = load i32, i32 addrspace(1)* %aptr, align 4
   %b = load i32, i32 addrspace(1)* %bptr, align 4
@@ -43,6 +52,11 @@ define void @v_usubo_i32(i32 addrspace(1)* %out, i1 addrspace(1)* %carryout, i32
 ; FUNC-LABEL: {{^}}s_usubo_i64:
 ; SI: s_sub_u32
 ; SI: s_subb_u32
+
+; EG-DAG: SUBB_UINT
+; EG-DAG: SUB_INT
+; EG-DAG: SUB_INT
+; EG: SUB_INT
 define void @s_usubo_i64(i64 addrspace(1)* %out, i1 addrspace(1)* %carryout, i64 %a, i64 %b) nounwind {
   %usub = call { i64, i1 } @llvm.usub.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b) nounwind
   %val = extractvalue { i64, i1 } %usub, 0
@@ -55,6 +69,11 @@ define void @s_usubo_i64(i64 addrspace(1)* %out, i1 addrspace(1)* %carryout, i64
 ; FUNC-LABEL: {{^}}v_usubo_i64:
 ; SI: v_sub_i32
 ; SI: v_subb_u32
+
+; EG-DAG: SUBB_UINT
+; EG-DAG: SUB_INT
+; EG-DAG: SUB_INT
+; EG: SUB_INT
 define void @v_usubo_i64(i64 addrspace(1)* %out, i1 addrspace(1)* %carryout, i64 addrspace(1)* %aptr, i64 addrspace(1)* %bptr) nounwind {
   %a = load i64, i64 addrspace(1)* %aptr, align 4
   %b = load i64, i64 addrspace(1)* %bptr, align 4