source: icGREP/icgrep-devel/icgrep/IDISA/idisa_builder.cpp @ 4974

Last change on this file since 4974 was 4974, checked in by nmedfort, 3 years ago

Added the kernel instance class; removed original mmap file access in favour of the boost mmap system. corrected PrintRegister? routine.

File size: 13.3 KB
Line 
1/*
2 *  Copyright (c) 2015 International Characters.
3 *  This software is licensed to the public under the Open Software License 3.0.
4 *  icgrep is a trademark of International Characters.
5 */
6
7#include "idisa_builder.h"
8#include <llvm/IR/IRBuilder.h>
9#include <llvm/IR/Constants.h>
10#include <llvm/IR/Intrinsics.h>
11#include <llvm/IR/Function.h>
12#include <llvm/IR/TypeBuilder.h>
13#include <llvm/Support/raw_ostream.h>
14
15namespace IDISA {
16
17VectorType * IDISA_Builder::fwVectorType(unsigned fw) {
18    int fieldCount = mBitBlockWidth/fw;
19    return VectorType::get(getIntNTy(fw), fieldCount);
20}
21
22Value * IDISA_Builder::fwCast(unsigned fw, Value * a) {
23    return a->getType() == fwVectorType(fw) ? a : CreateBitCast(a, fwVectorType(fw));
24}
25
26
27Constant* geti8StrVal(Module& M, char const* str, Twine const& name) {
28    LLVMContext& ctx = getGlobalContext();
29    Constant* strConstant = ConstantDataArray::getString(ctx, str);
30    GlobalVariable* GVStr = new GlobalVariable(M, strConstant->getType(), true, GlobalValue::InternalLinkage, strConstant, name);
31    Constant* zero = Constant::getNullValue(IntegerType::getInt32Ty(ctx));
32    Constant* indices[] = {zero, zero};
33    Constant* strVal = ConstantExpr::getGetElementPtr(GVStr, indices, true);
34    return strVal;
35}
36
37static Function * create_printf(Module * const mod) {
38    Function * printf = mod->getFunction("printf");
39    if (printf == nullptr) {
40        FunctionType *printf_type =
41            TypeBuilder<int(char *, ...), false>::get(mod->getContext());
42        printf = cast<Function>(mod->getOrInsertFunction("printf", printf_type,
43            AttributeSet().addAttribute(mod->getContext(), 1U, Attribute::NoAlias)));
44    }
45    return printf;
46}
47
48void IDISA_Builder::CallPrintRegister(const std::string & name, Value * const value) {
49    Constant * printRegister = mMod->getFunction("PrintRegister");
50    if (LLVM_UNLIKELY(printRegister == nullptr)) {
51        FunctionType *FT = FunctionType::get(getVoidTy(), { PointerType::get(getInt8Ty(), 0), mBitBlockType }, false);
52        Function * function = Function::Create(FT, Function::InternalLinkage, "PrintRegister", mMod);
53        auto arg = function->arg_begin();
54        std::string tmp;
55        raw_string_ostream out(tmp);
56        out << "%-40s =";
57        for(unsigned i = 0; i < (mBitBlockWidth / 8); ++i) {
58            out << " %02x";
59        }
60        out << '\n';
61        BasicBlock * entry = BasicBlock::Create(mMod->getContext(), "entry", function);
62        IRBuilder<> builder(entry);
63        std::vector<Value *> args;
64        args.push_back(geti8StrVal(*mMod, out.str().c_str(), ""));
65        Value * const name = arg++;
66        name->setName("name");
67        args.push_back(name);
68        Value * value = arg;
69        value->setName("value");
70        Type * const byteVectorType = VectorType::get(getInt8Ty(), (mBitBlockWidth / 8));
71        value = builder.CreateBitCast(value, byteVectorType);
72        for(unsigned i = (mBitBlockWidth / 8); i != 0; --i) {
73            args.push_back(builder.CreateExtractElement(value, builder.getInt32(i - 1)));
74        }
75        builder.CreateCall(create_printf(mMod), args);
76        builder.CreateRetVoid();
77
78        printRegister = function;
79    }
80    CreateCall2(printRegister, geti8StrVal(*mMod, name.c_str(), name), CreateBitCast(value, mBitBlockType));
81}
82
83Constant * IDISA_Builder::simd_himask(unsigned fw) {
84    return Constant::getIntegerValue(getIntNTy(mBitBlockWidth), APInt::getSplat(mBitBlockWidth, APInt::getHighBitsSet(fw, fw/2)));
85}
86
87Constant * IDISA_Builder::simd_lomask(unsigned fw) {
88    return Constant::getIntegerValue(getIntNTy(mBitBlockWidth), APInt::getSplat(mBitBlockWidth, APInt::getLowBitsSet(fw, fw/2)));
89}
90
91Value * IDISA_Builder::simd_add(unsigned fw, Value * a, Value * b) {
92return CreateAdd(fwCast(fw, a), fwCast(fw, b));
93}
94
95Value * IDISA_Builder::simd_sub(unsigned fw, Value * a, Value * b) {
96    return CreateSub(fwCast(fw, a), fwCast(fw, b));
97}
98
99Value * IDISA_Builder::simd_mult(unsigned fw, Value * a, Value * b) {
100    return CreateMul(fwCast(fw, a), fwCast(fw, b));
101}
102
103Value * IDISA_Builder::simd_eq(unsigned fw, Value * a, Value * b) {
104    return CreateSExt(CreateICmpEQ(fwCast(fw, a), fwCast(fw, b)), fwVectorType(fw));
105}
106
107Value * IDISA_Builder::simd_gt(unsigned fw, Value * a, Value * b) {
108    return CreateSExt(CreateICmpSGT(fwCast(fw, a), fwCast(fw, b)), fwVectorType(fw));
109}
110
111Value * IDISA_Builder::simd_ugt(unsigned fw, Value * a, Value * b) {
112    return CreateSExt(CreateICmpUGT(fwCast(fw, a), fwCast(fw, b)), fwVectorType(fw));
113}
114
115Value * IDISA_Builder::simd_lt(unsigned fw, Value * a, Value * b) {
116    return CreateSExt(CreateICmpSLT(fwCast(fw, a), fwCast(fw, b)), fwVectorType(fw));
117}
118
119Value * IDISA_Builder::simd_ult(unsigned fw, Value * a, Value * b) {
120    return CreateSExt(CreateICmpULT(fwCast(fw, a), fwCast(fw, b)), fwVectorType(fw));
121}
122
123Value * IDISA_Builder::simd_max(unsigned fw, Value * a, Value * b) {
124    Value * aVec = fwCast(fw, a);
125    Value * bVec = fwCast(fw, b);
126    return CreateSelect(CreateICmpSGT(aVec, bVec), aVec, bVec);
127}
128
129Value * IDISA_Builder::simd_umax(unsigned fw, Value * a, Value * b) {
130    Value * aVec = fwCast(fw, a);
131    Value * bVec = fwCast(fw, b);
132    return CreateSelect(CreateICmpUGT(aVec, bVec), aVec, bVec);
133}
134
135Value * IDISA_Builder::simd_min(unsigned fw, Value * a, Value * b) {
136    Value * aVec = fwCast(fw, a);
137    Value * bVec = fwCast(fw, b);
138    return CreateSelect(CreateICmpSLT(aVec, bVec), aVec, bVec);
139}
140
141Value * IDISA_Builder::simd_umin(unsigned fw, Value * a, Value * b) {
142    Value * aVec = fwCast(fw, a);
143    Value * bVec = fwCast(fw, b);
144    return CreateSelect(CreateICmpULT(aVec, bVec), aVec, bVec);
145}
146
147Value * IDISA_Builder::simd_slli(unsigned fw, Value * a, unsigned shift) {
148    return CreateShl(fwCast(fw, a), shift);
149}
150
151Value * IDISA_Builder::simd_srli(unsigned fw, Value * a, unsigned shift) {
152    return CreateLShr(fwCast(fw, a), shift);
153}
154
155Value * IDISA_Builder::simd_srai(unsigned fw, Value * a, unsigned shift) {
156    return CreateAShr(fwCast(fw, a), shift);
157}
158
159Value * IDISA_Builder::simd_cttz(unsigned fw, Value * a) {
160    Value * cttzFunc = Intrinsic::getDeclaration(mMod, Intrinsic::cttz, fwVectorType(fw));
161    Value * rslt = CreateCall(cttzFunc, std::vector<Value *>({fwCast(fw, a), ConstantInt::get(getInt1Ty(), 0)}));
162    return rslt;
163}
164
165Value * IDISA_Builder::simd_popcount(unsigned fw, Value * a) {
166    Value * ctpopFunc = Intrinsic::getDeclaration(mMod, Intrinsic::ctpop, fwVectorType(fw));
167    Value * rslt = CreateCall(ctpopFunc, std::vector<Value *>({fwCast(fw, a)}));
168    return rslt;
169}
170
171Value * IDISA_Builder::simd_if(unsigned fw, Value * cond, Value * a, Value * b) {
172    if (fw == 1) {
173        Value * a1 = bitCast(a);
174        Value * b1 = bitCast(b);
175        Value * c = bitCast(cond);
176        return CreateOr(CreateAnd(a1, c), CreateAnd(CreateXor(c, b1), b1));
177    }
178    else {
179        Value * aVec = fwCast(fw, a);
180        Value * bVec = fwCast(fw, b);
181        return CreateSelect(CreateICmpSLT(cond, mZeroInitializer), aVec, bVec);
182    }
183}
184
185   
186Value * IDISA_Builder::esimd_mergeh(unsigned fw, Value * a, Value * b) {
187    unsigned field_count = mBitBlockWidth/fw;
188    Value * aVec = fwCast(fw, a);
189    Value * bVec = fwCast(fw, b);
190    std::vector<Constant*> Idxs;
191    for (unsigned i = field_count/2; i < field_count; i++) {
192        Idxs.push_back(getInt32(i));    // selects elements from first reg.
193        Idxs.push_back(getInt32(i + field_count)); // selects elements from second reg.
194    }
195    return CreateShuffleVector(aVec, bVec, ConstantVector::get(Idxs));
196}
197
198Value * IDISA_Builder::esimd_mergel(unsigned fw, Value * a, Value * b) {
199    unsigned field_count = mBitBlockWidth/fw;
200    Value * aVec = fwCast(fw, a);
201    Value * bVec = fwCast(fw, b);
202    std::vector<Constant*> Idxs;
203    for (unsigned i = 0; i < field_count/2; i++) {
204        Idxs.push_back(getInt32(i));    // selects elements from first reg.
205        Idxs.push_back(getInt32(i + field_count)); // selects elements from second reg.
206    }
207    return CreateShuffleVector(aVec, bVec, ConstantVector::get(Idxs));
208}
209
210Value * IDISA_Builder::esimd_bitspread(unsigned fw, Value * bitmask) {
211    unsigned field_count = mBitBlockWidth/fw;
212    Type * field_type = getIntNTy(fw);
213    if (bitmask->getType()->getIntegerBitWidth() < fw) {
214        bitmask = CreateZExt(bitmask, field_type);
215    }
216    else if (bitmask->getType()->getIntegerBitWidth() > fw) {
217        bitmask = CreateTrunc(bitmask, field_type);
218    }
219    Value * spread_field = CreateBitCast(bitmask, VectorType::get(getIntNTy(fw), 1));
220    Value * undefVec = UndefValue::get(VectorType::get(getIntNTy(fw), 1));
221    Value * broadcast = CreateShuffleVector(spread_field, undefVec, Constant::getNullValue(VectorType::get(getInt32Ty(), field_count)));
222    std::vector<Constant*> bitSel;
223    std::vector<Constant*> bitShift;
224    for (unsigned i = 0; i < field_count; i++) {
225        bitSel.push_back(ConstantInt::get(field_type, 1 << i));
226        bitShift.push_back(ConstantInt::get(field_type, i));
227    }
228    Value * bitSelVec = ConstantVector::get(bitSel);
229    Value * bitShiftVec = ConstantVector::get(bitShift);
230    return CreateLShr(CreateAnd(bitSelVec, broadcast), bitShiftVec);
231}
232
233Value * IDISA_Builder::hsimd_packh(unsigned fw, Value * a, Value * b) {
234    unsigned field_count = 2 * mBitBlockWidth/fw;
235    Value * aVec = fwCast(fw/2, a);
236    Value * bVec = fwCast(fw/2, b);
237    std::vector<Constant*> Idxs;
238    for (unsigned i = 0; i < field_count; i++) {
239        Idxs.push_back(getInt32(2*i+1));
240    }
241    return CreateShuffleVector(aVec, bVec, ConstantVector::get(Idxs));
242}
243
244Value * IDISA_Builder::hsimd_packl(unsigned fw, Value * a, Value * b) {
245    unsigned field_count = 2 * mBitBlockWidth/fw;
246    Value * aVec = fwCast(fw/2, a);
247    Value * bVec = fwCast(fw/2, b);
248    std::vector<Constant*> Idxs;
249    for (unsigned i = 0; i < field_count; i++) {
250        Idxs.push_back(getInt32(2*i));
251    }
252    return CreateShuffleVector(aVec, bVec, ConstantVector::get(Idxs));
253}
254
255   
256Value * IDISA_Builder::hsimd_packh_in_lanes(unsigned lanes, unsigned fw, Value * a, Value * b) {
257    unsigned fw_out = fw/2;
258    unsigned fields_per_lane = mBitBlockWidth/(fw_out * lanes);
259    unsigned field_offset_for_b = mBitBlockWidth/fw_out;
260    Value * aVec = fwCast(fw_out, a);
261    Value * bVec = fwCast(fw_out, b);
262    std::vector<Constant*> Idxs;
263    for (unsigned lane = 0; lane < lanes; lane++) {
264        unsigned first_field_in_lane = lane * fields_per_lane; // every second field
265        for (unsigned i = 0; i < fields_per_lane/2; i++) {
266            Idxs.push_back(getInt32(first_field_in_lane + 2*i + 1));
267        }
268        for (unsigned i = 0; i < fields_per_lane/2; i++) {
269            Idxs.push_back(getInt32(field_offset_for_b + first_field_in_lane + 2*i + 1));
270        }
271    }
272    Value * pack = CreateShuffleVector(aVec, bVec, ConstantVector::get(Idxs));
273    return pack;
274}
275
276Value * IDISA_Builder::hsimd_packl_in_lanes(unsigned lanes, unsigned fw, Value * a, Value * b) {
277    unsigned fw_out = fw/2;
278    unsigned fields_per_lane = mBitBlockWidth/(fw_out * lanes);
279    unsigned field_offset_for_b = mBitBlockWidth/fw_out;
280    Value * aVec = fwCast(fw_out, a);
281    Value * bVec = fwCast(fw_out, b);
282    std::vector<Constant*> Idxs;
283    for (unsigned lane = 0; lane < lanes; lane++) {
284        unsigned first_field_in_lane = lane * fields_per_lane; // every second field
285        for (unsigned i = 0; i < fields_per_lane/2; i++) {
286            Idxs.push_back(getInt32(first_field_in_lane + 2*i));
287        }
288        for (unsigned i = 0; i < fields_per_lane/2; i++) {
289            Idxs.push_back(getInt32(field_offset_for_b + first_field_in_lane + 2*i));
290        }
291    }
292    Value * pack = CreateShuffleVector(aVec, bVec, ConstantVector::get(Idxs));
293    return pack;
294}
295
296   
297Value * IDISA_Builder::hsimd_signmask(unsigned fw, Value * a) {
298    Value * mask = CreateICmpSLT(fwCast(fw, a), ConstantAggregateZero::get(fwVectorType(fw)));
299    return CreateZExt(CreateBitCast(mask, getIntNTy(mBitBlockWidth/fw)), getInt32Ty());
300}
301
302Value * IDISA_Builder::mvmd_extract(unsigned fw, Value * a, unsigned fieldIndex) {
303    Value * aVec = fwCast(fw, a);
304    return CreateExtractElement(aVec, getInt32(fieldIndex));
305}
306
307Value * IDISA_Builder::mvmd_insert(unsigned fw, Value * blk, Value * elt, unsigned fieldIndex) {
308    Value * vec = fwCast(fw, blk);
309    return CreateInsertElement(vec, elt, getInt32(fieldIndex));
310}
311
312Value * IDISA_Builder::mvmd_dslli(unsigned fw, Value * a, Value * b, unsigned shift) {
313    unsigned field_count = mBitBlockWidth/fw;
314    Value * aVec = fwCast(fw, a);
315    Value * bVec = fwCast(fw, b);
316    std::vector<Constant*> Idxs;
317    for (unsigned i = 0; i < field_count; i++) {
318        Idxs.push_back(getInt32(i + shift));
319    }
320    return CreateShuffleVector(bVec, aVec, ConstantVector::get(Idxs));
321}
322
323Value * IDISA_Builder::bitblock_any(Value * a) {
324    Type * iBitBlock = getIntNTy(mBitBlockWidth);
325    return CreateICmpNE(CreateBitCast(a, iBitBlock),  ConstantInt::get(iBitBlock, 0));
326}
327
328Value * IDISA_Builder::simd_and(Value * a, Value * b) {
329    return a->getType() == b->getType() ? CreateAnd(a, b) : CreateAnd(bitCast(a), bitCast(b));
330}
331
332Value * IDISA_Builder::simd_or(Value * a, Value * b) {
333    return a->getType() == b->getType() ? CreateOr(a, b) : CreateOr(bitCast(a), bitCast(b));
334}
335   
336Value * IDISA_Builder::simd_xor(Value * a, Value * b) {
337    return a->getType() == b->getType() ? CreateXor(a, b) : CreateXor(bitCast(a), bitCast(b));
338}
339
340Value * IDISA_Builder::simd_not(Value * a) {
341    return simd_xor(a, Constant::getAllOnesValue(a->getType()));
342}
343
344}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.