]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - contrib/llvm/lib/Target/AMDGPU/AMDGPUTargetMachine.cpp
Import mandoc cvs snapshot 20170121 (pre 1.14)
[FreeBSD/FreeBSD.git] / contrib / llvm / lib / Target / AMDGPU / AMDGPUTargetMachine.cpp
1 //===-- AMDGPUTargetMachine.cpp - TargetMachine for hw codegen targets-----===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 /// \file
11 /// \brief The AMDGPU target machine contains all of the hardware specific
12 /// information  needed to emit code for R600 and SI GPUs.
13 //
14 //===----------------------------------------------------------------------===//
15
16 #include "AMDGPUTargetMachine.h"
17 #include "AMDGPU.h"
18 #include "AMDGPUCallLowering.h"
19 #include "AMDGPUTargetObjectFile.h"
20 #include "AMDGPUTargetTransformInfo.h"
21 #include "R600ISelLowering.h"
22 #include "R600InstrInfo.h"
23 #include "R600MachineScheduler.h"
24 #include "SIISelLowering.h"
25 #include "SIInstrInfo.h"
26
27 #include "llvm/Analysis/Passes.h"
28 #include "llvm/CodeGen/GlobalISel/IRTranslator.h"
29 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionAnalysis.h"
30 #include "llvm/CodeGen/MachineModuleInfo.h"
31 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
32 #include "llvm/CodeGen/TargetLoweringObjectFileImpl.h"
33 #include "llvm/CodeGen/TargetPassConfig.h"
34 #include "llvm/IR/Verifier.h"
35 #include "llvm/MC/MCAsmInfo.h"
36 #include "llvm/IR/LegacyPassManager.h"
37 #include "llvm/Support/TargetRegistry.h"
38 #include "llvm/Support/raw_os_ostream.h"
39 #include "llvm/Transforms/IPO.h"
40 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
41 #include "llvm/Transforms/Scalar/GVN.h"
42 #include "llvm/Transforms/Vectorize.h"
43
44 using namespace llvm;
45
46 static cl::opt<bool> EnableR600StructurizeCFG(
47   "r600-ir-structurize",
48   cl::desc("Use StructurizeCFG IR pass"),
49   cl::init(true));
50
51 static cl::opt<bool> EnableSROA(
52   "amdgpu-sroa",
53   cl::desc("Run SROA after promote alloca pass"),
54   cl::ReallyHidden,
55   cl::init(true));
56
57 static cl::opt<bool> EnableR600IfConvert(
58   "r600-if-convert",
59   cl::desc("Use if conversion pass"),
60   cl::ReallyHidden,
61   cl::init(true));
62
63 // Option to disable vectorizer for tests.
64 static cl::opt<bool> EnableLoadStoreVectorizer(
65   "amdgpu-load-store-vectorizer",
66   cl::desc("Enable load store vectorizer"),
67   cl::init(false),
68   cl::Hidden);
69
70 extern "C" void LLVMInitializeAMDGPUTarget() {
71   // Register the target
72   RegisterTargetMachine<R600TargetMachine> X(TheAMDGPUTarget);
73   RegisterTargetMachine<GCNTargetMachine> Y(TheGCNTarget);
74
75   PassRegistry *PR = PassRegistry::getPassRegistry();
76   initializeSILowerI1CopiesPass(*PR);
77   initializeSIFixSGPRCopiesPass(*PR);
78   initializeSIFoldOperandsPass(*PR);
79   initializeSIShrinkInstructionsPass(*PR);
80   initializeSIFixControlFlowLiveIntervalsPass(*PR);
81   initializeSILoadStoreOptimizerPass(*PR);
82   initializeAMDGPUAnnotateKernelFeaturesPass(*PR);
83   initializeAMDGPUAnnotateUniformValuesPass(*PR);
84   initializeAMDGPUPromoteAllocaPass(*PR);
85   initializeAMDGPUCodeGenPreparePass(*PR);
86   initializeSIAnnotateControlFlowPass(*PR);
87   initializeSIDebuggerInsertNopsPass(*PR);
88   initializeSIInsertWaitsPass(*PR);
89   initializeSIWholeQuadModePass(*PR);
90   initializeSILowerControlFlowPass(*PR);
91   initializeSIDebuggerInsertNopsPass(*PR);
92 }
93
94 static std::unique_ptr<TargetLoweringObjectFile> createTLOF(const Triple &TT) {
95   return make_unique<AMDGPUTargetObjectFile>();
96 }
97
98 static ScheduleDAGInstrs *createR600MachineScheduler(MachineSchedContext *C) {
99   return new ScheduleDAGMILive(C, make_unique<R600SchedStrategy>());
100 }
101
102 static MachineSchedRegistry
103 R600SchedRegistry("r600", "Run R600's custom scheduler",
104                    createR600MachineScheduler);
105
106 static MachineSchedRegistry
107 SISchedRegistry("si", "Run SI's custom scheduler",
108                 createSIMachineScheduler);
109
110 static StringRef computeDataLayout(const Triple &TT) {
111   if (TT.getArch() == Triple::r600) {
112     // 32-bit pointers.
113     return "e-p:32:32-i64:64-v16:16-v24:32-v32:32-v48:64-v96:128"
114             "-v192:256-v256:256-v512:512-v1024:1024-v2048:2048-n32:64";
115   }
116
117   // 32-bit private, local, and region pointers. 64-bit global, constant and
118   // flat.
119   return "e-p:32:32-p1:64:64-p2:64:64-p3:32:32-p4:64:64-p5:32:32"
120          "-i64:64-v16:16-v24:32-v32:32-v48:64-v96:128"
121          "-v192:256-v256:256-v512:512-v1024:1024-v2048:2048-n32:64";
122 }
123
124 LLVM_READNONE
125 static StringRef getGPUOrDefault(const Triple &TT, StringRef GPU) {
126   if (!GPU.empty())
127     return GPU;
128
129   // HSA only supports CI+, so change the default GPU to a CI for HSA.
130   if (TT.getArch() == Triple::amdgcn)
131     return (TT.getOS() == Triple::AMDHSA) ? "kaveri" : "tahiti";
132
133   return "r600";
134 }
135
136 static Reloc::Model getEffectiveRelocModel(Optional<Reloc::Model> RM) {
137   // The AMDGPU toolchain only supports generating shared objects, so we
138   // must always use PIC.
139   return Reloc::PIC_;
140 }
141
142 AMDGPUTargetMachine::AMDGPUTargetMachine(const Target &T, const Triple &TT,
143                                          StringRef CPU, StringRef FS,
144                                          TargetOptions Options,
145                                          Optional<Reloc::Model> RM,
146                                          CodeModel::Model CM,
147                                          CodeGenOpt::Level OptLevel)
148   : LLVMTargetMachine(T, computeDataLayout(TT), TT, getGPUOrDefault(TT, CPU),
149                       FS, Options, getEffectiveRelocModel(RM), CM, OptLevel),
150     TLOF(createTLOF(getTargetTriple())),
151     IntrinsicInfo() {
152   setRequiresStructuredCFG(true);
153   initAsmInfo();
154 }
155
156 AMDGPUTargetMachine::~AMDGPUTargetMachine() { }
157
158 StringRef AMDGPUTargetMachine::getGPUName(const Function &F) const {
159   Attribute GPUAttr = F.getFnAttribute("target-cpu");
160   return GPUAttr.hasAttribute(Attribute::None) ?
161     getTargetCPU() : GPUAttr.getValueAsString();
162 }
163
164 StringRef AMDGPUTargetMachine::getFeatureString(const Function &F) const {
165   Attribute FSAttr = F.getFnAttribute("target-features");
166
167   return FSAttr.hasAttribute(Attribute::None) ?
168     getTargetFeatureString() :
169     FSAttr.getValueAsString();
170 }
171
172 //===----------------------------------------------------------------------===//
173 // R600 Target Machine (R600 -> Cayman)
174 //===----------------------------------------------------------------------===//
175
176 R600TargetMachine::R600TargetMachine(const Target &T, const Triple &TT,
177                                      StringRef CPU, StringRef FS,
178                                      TargetOptions Options,
179                                      Optional<Reloc::Model> RM,
180                                      CodeModel::Model CM, CodeGenOpt::Level OL)
181   : AMDGPUTargetMachine(T, TT, CPU, FS, Options, RM, CM, OL) {}
182
183 const R600Subtarget *R600TargetMachine::getSubtargetImpl(
184   const Function &F) const {
185   StringRef GPU = getGPUName(F);
186   StringRef FS = getFeatureString(F);
187
188   SmallString<128> SubtargetKey(GPU);
189   SubtargetKey.append(FS);
190
191   auto &I = SubtargetMap[SubtargetKey];
192   if (!I) {
193     // This needs to be done before we create a new subtarget since any
194     // creation will depend on the TM and the code generation flags on the
195     // function that reside in TargetOptions.
196     resetTargetOptions(F);
197     I = llvm::make_unique<R600Subtarget>(TargetTriple, GPU, FS, *this);
198   }
199
200   return I.get();
201 }
202
203 //===----------------------------------------------------------------------===//
204 // GCN Target Machine (SI+)
205 //===----------------------------------------------------------------------===//
206
207 #ifdef LLVM_BUILD_GLOBAL_ISEL
208 namespace {
209 struct SIGISelActualAccessor : public GISelAccessor {
210   std::unique_ptr<AMDGPUCallLowering> CallLoweringInfo;
211   const AMDGPUCallLowering *getCallLowering() const override {
212     return CallLoweringInfo.get();
213   }
214 };
215 } // End anonymous namespace.
216 #endif
217
218 GCNTargetMachine::GCNTargetMachine(const Target &T, const Triple &TT,
219                                    StringRef CPU, StringRef FS,
220                                    TargetOptions Options,
221                                    Optional<Reloc::Model> RM,
222                                    CodeModel::Model CM, CodeGenOpt::Level OL)
223   : AMDGPUTargetMachine(T, TT, CPU, FS, Options, RM, CM, OL) {}
224
225 const SISubtarget *GCNTargetMachine::getSubtargetImpl(const Function &F) const {
226   StringRef GPU = getGPUName(F);
227   StringRef FS = getFeatureString(F);
228
229   SmallString<128> SubtargetKey(GPU);
230   SubtargetKey.append(FS);
231
232   auto &I = SubtargetMap[SubtargetKey];
233   if (!I) {
234     // This needs to be done before we create a new subtarget since any
235     // creation will depend on the TM and the code generation flags on the
236     // function that reside in TargetOptions.
237     resetTargetOptions(F);
238     I = llvm::make_unique<SISubtarget>(TargetTriple, GPU, FS, *this);
239
240 #ifndef LLVM_BUILD_GLOBAL_ISEL
241     GISelAccessor *GISel = new GISelAccessor();
242 #else
243     SIGISelActualAccessor *GISel = new SIGISelActualAccessor();
244     GISel->CallLoweringInfo.reset(
245       new AMDGPUCallLowering(*I->getTargetLowering()));
246 #endif
247
248     I->setGISelAccessor(*GISel);
249   }
250
251   return I.get();
252 }
253
254 //===----------------------------------------------------------------------===//
255 // AMDGPU Pass Setup
256 //===----------------------------------------------------------------------===//
257
258 namespace {
259
260 class AMDGPUPassConfig : public TargetPassConfig {
261 public:
262   AMDGPUPassConfig(TargetMachine *TM, PassManagerBase &PM)
263     : TargetPassConfig(TM, PM) {
264
265     // Exceptions and StackMaps are not supported, so these passes will never do
266     // anything.
267     disablePass(&StackMapLivenessID);
268     disablePass(&FuncletLayoutID);
269   }
270
271   AMDGPUTargetMachine &getAMDGPUTargetMachine() const {
272     return getTM<AMDGPUTargetMachine>();
273   }
274
275   void addEarlyCSEOrGVNPass();
276   void addStraightLineScalarOptimizationPasses();
277   void addIRPasses() override;
278   void addCodeGenPrepare() override;
279   bool addPreISel() override;
280   bool addInstSelector() override;
281   bool addGCPasses() override;
282 };
283
284 class R600PassConfig final : public AMDGPUPassConfig {
285 public:
286   R600PassConfig(TargetMachine *TM, PassManagerBase &PM)
287     : AMDGPUPassConfig(TM, PM) { }
288
289   ScheduleDAGInstrs *createMachineScheduler(
290     MachineSchedContext *C) const override {
291     return createR600MachineScheduler(C);
292   }
293
294   bool addPreISel() override;
295   void addPreRegAlloc() override;
296   void addPreSched2() override;
297   void addPreEmitPass() override;
298 };
299
300 class GCNPassConfig final : public AMDGPUPassConfig {
301 public:
302   GCNPassConfig(TargetMachine *TM, PassManagerBase &PM)
303     : AMDGPUPassConfig(TM, PM) { }
304
305   GCNTargetMachine &getGCNTargetMachine() const {
306     return getTM<GCNTargetMachine>();
307   }
308
309   ScheduleDAGInstrs *
310   createMachineScheduler(MachineSchedContext *C) const override;
311
312   void addIRPasses() override;
313   bool addPreISel() override;
314   void addMachineSSAOptimization() override;
315   bool addInstSelector() override;
316 #ifdef LLVM_BUILD_GLOBAL_ISEL
317   bool addIRTranslator() override;
318   bool addRegBankSelect() override;
319 #endif
320   void addFastRegAlloc(FunctionPass *RegAllocPass) override;
321   void addOptimizedRegAlloc(FunctionPass *RegAllocPass) override;
322   void addPreRegAlloc() override;
323   void addPreSched2() override;
324   void addPreEmitPass() override;
325 };
326
327 } // End of anonymous namespace
328
329 TargetIRAnalysis AMDGPUTargetMachine::getTargetIRAnalysis() {
330   return TargetIRAnalysis([this](const Function &F) {
331     return TargetTransformInfo(AMDGPUTTIImpl(this, F));
332   });
333 }
334
335 void AMDGPUPassConfig::addEarlyCSEOrGVNPass() {
336   if (getOptLevel() == CodeGenOpt::Aggressive)
337     addPass(createGVNPass());
338   else
339     addPass(createEarlyCSEPass());
340 }
341
342 void AMDGPUPassConfig::addStraightLineScalarOptimizationPasses() {
343   addPass(createSeparateConstOffsetFromGEPPass());
344   addPass(createSpeculativeExecutionPass());
345   // ReassociateGEPs exposes more opportunites for SLSR. See
346   // the example in reassociate-geps-and-slsr.ll.
347   addPass(createStraightLineStrengthReducePass());
348   // SeparateConstOffsetFromGEP and SLSR creates common expressions which GVN or
349   // EarlyCSE can reuse.
350   addEarlyCSEOrGVNPass();
351   // Run NaryReassociate after EarlyCSE/GVN to be more effective.
352   addPass(createNaryReassociatePass());
353   // NaryReassociate on GEPs creates redundant common expressions, so run
354   // EarlyCSE after it.
355   addPass(createEarlyCSEPass());
356 }
357
358 void AMDGPUPassConfig::addIRPasses() {
359   // There is no reason to run these.
360   disablePass(&StackMapLivenessID);
361   disablePass(&FuncletLayoutID);
362   disablePass(&PatchableFunctionID);
363
364   // Function calls are not supported, so make sure we inline everything.
365   addPass(createAMDGPUAlwaysInlinePass());
366   addPass(createAlwaysInlinerPass());
367   // We need to add the barrier noop pass, otherwise adding the function
368   // inlining pass will cause all of the PassConfigs passes to be run
369   // one function at a time, which means if we have a nodule with two
370   // functions, then we will generate code for the first function
371   // without ever running any passes on the second.
372   addPass(createBarrierNoopPass());
373
374   // Handle uses of OpenCL image2d_t, image3d_t and sampler_t arguments.
375   addPass(createAMDGPUOpenCLImageTypeLoweringPass());
376
377   const AMDGPUTargetMachine &TM = getAMDGPUTargetMachine();
378   if (TM.getOptLevel() > CodeGenOpt::None) {
379     addPass(createAMDGPUPromoteAlloca(&TM));
380
381     if (EnableSROA)
382       addPass(createSROAPass());
383   }
384
385   addStraightLineScalarOptimizationPasses();
386
387   TargetPassConfig::addIRPasses();
388
389   // EarlyCSE is not always strong enough to clean up what LSR produces. For
390   // example, GVN can combine
391   //
392   //   %0 = add %a, %b
393   //   %1 = add %b, %a
394   //
395   // and
396   //
397   //   %0 = shl nsw %a, 2
398   //   %1 = shl %a, 2
399   //
400   // but EarlyCSE can do neither of them.
401   if (getOptLevel() != CodeGenOpt::None)
402     addEarlyCSEOrGVNPass();
403 }
404
405 void AMDGPUPassConfig::addCodeGenPrepare() {
406   TargetPassConfig::addCodeGenPrepare();
407
408   if (EnableLoadStoreVectorizer)
409     addPass(createLoadStoreVectorizerPass());
410 }
411
412 bool AMDGPUPassConfig::addPreISel() {
413   addPass(createFlattenCFGPass());
414   return false;
415 }
416
417 bool AMDGPUPassConfig::addInstSelector() {
418   addPass(createAMDGPUISelDag(getAMDGPUTargetMachine()));
419   return false;
420 }
421
422 bool AMDGPUPassConfig::addGCPasses() {
423   // Do nothing. GC is not supported.
424   return false;
425 }
426
427 //===----------------------------------------------------------------------===//
428 // R600 Pass Setup
429 //===----------------------------------------------------------------------===//
430
431 bool R600PassConfig::addPreISel() {
432   AMDGPUPassConfig::addPreISel();
433
434   if (EnableR600StructurizeCFG)
435     addPass(createStructurizeCFGPass());
436   return false;
437 }
438
439 void R600PassConfig::addPreRegAlloc() {
440   addPass(createR600VectorRegMerger(*TM));
441 }
442
443 void R600PassConfig::addPreSched2() {
444   addPass(createR600EmitClauseMarkers(), false);
445   if (EnableR600IfConvert)
446     addPass(&IfConverterID, false);
447   addPass(createR600ClauseMergePass(*TM), false);
448 }
449
450 void R600PassConfig::addPreEmitPass() {
451   addPass(createAMDGPUCFGStructurizerPass(), false);
452   addPass(createR600ExpandSpecialInstrsPass(*TM), false);
453   addPass(&FinalizeMachineBundlesID, false);
454   addPass(createR600Packetizer(*TM), false);
455   addPass(createR600ControlFlowFinalizer(*TM), false);
456 }
457
458 TargetPassConfig *R600TargetMachine::createPassConfig(PassManagerBase &PM) {
459   return new R600PassConfig(this, PM);
460 }
461
462 //===----------------------------------------------------------------------===//
463 // GCN Pass Setup
464 //===----------------------------------------------------------------------===//
465
466 ScheduleDAGInstrs *GCNPassConfig::createMachineScheduler(
467   MachineSchedContext *C) const {
468   const SISubtarget &ST = C->MF->getSubtarget<SISubtarget>();
469   if (ST.enableSIScheduler())
470     return createSIMachineScheduler(C);
471   return nullptr;
472 }
473
474 bool GCNPassConfig::addPreISel() {
475   AMDGPUPassConfig::addPreISel();
476
477   // FIXME: We need to run a pass to propagate the attributes when calls are
478   // supported.
479   addPass(&AMDGPUAnnotateKernelFeaturesID);
480   addPass(createStructurizeCFGPass(true)); // true -> SkipUniformRegions
481   addPass(createSinkingPass());
482   addPass(createSITypeRewriter());
483   addPass(createAMDGPUAnnotateUniformValues());
484   addPass(createSIAnnotateControlFlowPass());
485
486   return false;
487 }
488
489 void GCNPassConfig::addMachineSSAOptimization() {
490   TargetPassConfig::addMachineSSAOptimization();
491
492   // We want to fold operands after PeepholeOptimizer has run (or as part of
493   // it), because it will eliminate extra copies making it easier to fold the
494   // real source operand. We want to eliminate dead instructions after, so that
495   // we see fewer uses of the copies. We then need to clean up the dead
496   // instructions leftover after the operands are folded as well.
497   //
498   // XXX - Can we get away without running DeadMachineInstructionElim again?
499   addPass(&SIFoldOperandsID);
500   addPass(&DeadMachineInstructionElimID);
501 }
502
503 void GCNPassConfig::addIRPasses() {
504   // TODO: May want to move later or split into an early and late one.
505   addPass(createAMDGPUCodeGenPreparePass(&getGCNTargetMachine()));
506
507   AMDGPUPassConfig::addIRPasses();
508 }
509
510 bool GCNPassConfig::addInstSelector() {
511   AMDGPUPassConfig::addInstSelector();
512   addPass(createSILowerI1CopiesPass());
513   addPass(&SIFixSGPRCopiesID);
514   return false;
515 }
516
517 #ifdef LLVM_BUILD_GLOBAL_ISEL
518 bool GCNPassConfig::addIRTranslator() {
519   addPass(new IRTranslator());
520   return false;
521 }
522
523 bool GCNPassConfig::addRegBankSelect() {
524   return false;
525 }
526 #endif
527
528 void GCNPassConfig::addPreRegAlloc() {
529   // This needs to be run directly before register allocation because
530   // earlier passes might recompute live intervals.
531   // TODO: handle CodeGenOpt::None; fast RA ignores spill weights set by the pass
532   if (getOptLevel() > CodeGenOpt::None) {
533     insertPass(&MachineSchedulerID, &SIFixControlFlowLiveIntervalsID);
534   }
535
536   if (getOptLevel() > CodeGenOpt::None) {
537     // Don't do this with no optimizations since it throws away debug info by
538     // merging nonadjacent loads.
539
540     // This should be run after scheduling, but before register allocation. It
541     // also need extra copies to the address operand to be eliminated.
542
543     // FIXME: Move pre-RA and remove extra reg coalescer run.
544     insertPass(&MachineSchedulerID, &SILoadStoreOptimizerID);
545     insertPass(&MachineSchedulerID, &RegisterCoalescerID);
546   }
547
548   addPass(createSIShrinkInstructionsPass());
549   addPass(createSIWholeQuadModePass());
550 }
551
552 void GCNPassConfig::addFastRegAlloc(FunctionPass *RegAllocPass) {
553   TargetPassConfig::addFastRegAlloc(RegAllocPass);
554 }
555
556 void GCNPassConfig::addOptimizedRegAlloc(FunctionPass *RegAllocPass) {
557   TargetPassConfig::addOptimizedRegAlloc(RegAllocPass);
558 }
559
560 void GCNPassConfig::addPreSched2() {
561 }
562
563 void GCNPassConfig::addPreEmitPass() {
564   // The hazard recognizer that runs as part of the post-ra scheduler does not
565   // guarantee to be able handle all hazards correctly. This is because if there
566   // are multiple scheduling regions in a basic block, the regions are scheduled
567   // bottom up, so when we begin to schedule a region we don't know what
568   // instructions were emitted directly before it.
569   //
570   // Here we add a stand-alone hazard recognizer pass which can handle all
571   // cases.
572   addPass(&PostRAHazardRecognizerID);
573
574   addPass(createSIInsertWaitsPass());
575   addPass(createSIShrinkInstructionsPass());
576   addPass(createSILowerControlFlowPass());
577   addPass(createSIDebuggerInsertNopsPass());
578 }
579
580 TargetPassConfig *GCNTargetMachine::createPassConfig(PassManagerBase &PM) {
581   return new GCNPassConfig(this, PM);
582 }