source: icGREP/icgrep-devel/icgrep/IDISA/idisa_builder.cpp @ 4986

Last change on this file since 4986 was 4986, checked in by nmedfort, 3 years ago

First attempt at dynamic segment size intergration.

File size: 14.4 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
83void IDISA_Builder::CallPrintInt(const std::string & name, Value * const value) {
84    Constant * printRegister = mMod->getFunction("PrintInt");
85    if (LLVM_UNLIKELY(printRegister == nullptr)) {
86        FunctionType *FT = FunctionType::get(getVoidTy(), { PointerType::get(getInt8Ty(), 0), getInt64Ty() }, false);
87        Function * function = Function::Create(FT, Function::InternalLinkage, "PrintInt", mMod);
88        auto arg = function->arg_begin();
89        std::string out = "%-40s = %i\n";
90        BasicBlock * entry = BasicBlock::Create(mMod->getContext(), "entry", function);
91        IRBuilder<> builder(entry);
92        std::vector<Value *> args;
93        args.push_back(geti8StrVal(*mMod, out.c_str(), ""));
94        Value * const name = arg++;
95        name->setName("name");
96        args.push_back(name);
97        Value * value = arg;
98        value->setName("value");
99        args.push_back(value);
100        builder.CreateCall(create_printf(mMod), args);
101        builder.CreateRetVoid();
102
103        printRegister = function;
104    }
105    CreateCall2(printRegister, geti8StrVal(*mMod, name.c_str(), name), CreateBitCast(value, getInt64Ty()));
106}
107
108Constant * IDISA_Builder::simd_himask(unsigned fw) {
109    return Constant::getIntegerValue(getIntNTy(mBitBlockWidth), APInt::getSplat(mBitBlockWidth, APInt::getHighBitsSet(fw, fw/2)));
110}
111
112Constant * IDISA_Builder::simd_lomask(unsigned fw) {
113    return Constant::getIntegerValue(getIntNTy(mBitBlockWidth), APInt::getSplat(mBitBlockWidth, APInt::getLowBitsSet(fw, fw/2)));
114}
115
116Value * IDISA_Builder::simd_add(unsigned fw, Value * a, Value * b) {
117return CreateAdd(fwCast(fw, a), fwCast(fw, b));
118}
119
120Value * IDISA_Builder::simd_sub(unsigned fw, Value * a, Value * b) {
121    return CreateSub(fwCast(fw, a), fwCast(fw, b));
122}
123
124Value * IDISA_Builder::simd_mult(unsigned fw, Value * a, Value * b) {
125    return CreateMul(fwCast(fw, a), fwCast(fw, b));
126}
127
128Value * IDISA_Builder::simd_eq(unsigned fw, Value * a, Value * b) {
129    return CreateSExt(CreateICmpEQ(fwCast(fw, a), fwCast(fw, b)), fwVectorType(fw));
130}
131
132Value * IDISA_Builder::simd_gt(unsigned fw, Value * a, Value * b) {
133    return CreateSExt(CreateICmpSGT(fwCast(fw, a), fwCast(fw, b)), fwVectorType(fw));
134}
135
136Value * IDISA_Builder::simd_ugt(unsigned fw, Value * a, Value * b) {
137    return CreateSExt(CreateICmpUGT(fwCast(fw, a), fwCast(fw, b)), fwVectorType(fw));
138}
139
140Value * IDISA_Builder::simd_lt(unsigned fw, Value * a, Value * b) {
141    return CreateSExt(CreateICmpSLT(fwCast(fw, a), fwCast(fw, b)), fwVectorType(fw));
142}
143
144Value * IDISA_Builder::simd_ult(unsigned fw, Value * a, Value * b) {
145    return CreateSExt(CreateICmpULT(fwCast(fw, a), fwCast(fw, b)), fwVectorType(fw));
146}
147
148Value * IDISA_Builder::simd_max(unsigned fw, Value * a, Value * b) {
149    Value * aVec = fwCast(fw, a);
150    Value * bVec = fwCast(fw, b);
151    return CreateSelect(CreateICmpSGT(aVec, bVec), aVec, bVec);
152}
153
154Value * IDISA_Builder::simd_umax(unsigned fw, Value * a, Value * b) {
155    Value * aVec = fwCast(fw, a);
156    Value * bVec = fwCast(fw, b);
157    return CreateSelect(CreateICmpUGT(aVec, bVec), aVec, bVec);
158}
159
160Value * IDISA_Builder::simd_min(unsigned fw, Value * a, Value * b) {
161    Value * aVec = fwCast(fw, a);
162    Value * bVec = fwCast(fw, b);
163    return CreateSelect(CreateICmpSLT(aVec, bVec), aVec, bVec);
164}
165
166Value * IDISA_Builder::simd_umin(unsigned fw, Value * a, Value * b) {
167    Value * aVec = fwCast(fw, a);
168    Value * bVec = fwCast(fw, b);
169    return CreateSelect(CreateICmpULT(aVec, bVec), aVec, bVec);
170}
171
172Value * IDISA_Builder::simd_slli(unsigned fw, Value * a, unsigned shift) {
173    return CreateShl(fwCast(fw, a), shift);
174}
175
176Value * IDISA_Builder::simd_srli(unsigned fw, Value * a, unsigned shift) {
177    return CreateLShr(fwCast(fw, a), shift);
178}
179
180Value * IDISA_Builder::simd_srai(unsigned fw, Value * a, unsigned shift) {
181    return CreateAShr(fwCast(fw, a), shift);
182}
183
184Value * IDISA_Builder::simd_cttz(unsigned fw, Value * a) {
185    Value * cttzFunc = Intrinsic::getDeclaration(mMod, Intrinsic::cttz, fwVectorType(fw));
186    Value * rslt = CreateCall(cttzFunc, std::vector<Value *>({fwCast(fw, a), ConstantInt::get(getInt1Ty(), 0)}));
187    return rslt;
188}
189
190Value * IDISA_Builder::simd_popcount(unsigned fw, Value * a) {
191    Value * ctpopFunc = Intrinsic::getDeclaration(mMod, Intrinsic::ctpop, fwVectorType(fw));
192    Value * rslt = CreateCall(ctpopFunc, std::vector<Value *>({fwCast(fw, a)}));
193    return rslt;
194}
195
196Value * IDISA_Builder::simd_if(unsigned fw, Value * cond, Value * a, Value * b) {
197    if (fw == 1) {
198        Value * a1 = bitCast(a);
199        Value * b1 = bitCast(b);
200        Value * c = bitCast(cond);
201        return CreateOr(CreateAnd(a1, c), CreateAnd(CreateXor(c, b1), b1));
202    }
203    else {
204        Value * aVec = fwCast(fw, a);
205        Value * bVec = fwCast(fw, b);
206        return CreateSelect(CreateICmpSLT(cond, mZeroInitializer), aVec, bVec);
207    }
208}
209
210   
211Value * IDISA_Builder::esimd_mergeh(unsigned fw, Value * a, Value * b) {
212    unsigned field_count = mBitBlockWidth/fw;
213    Value * aVec = fwCast(fw, a);
214    Value * bVec = fwCast(fw, b);
215    std::vector<Constant*> Idxs;
216    for (unsigned i = field_count/2; i < field_count; i++) {
217        Idxs.push_back(getInt32(i));    // selects elements from first reg.
218        Idxs.push_back(getInt32(i + field_count)); // selects elements from second reg.
219    }
220    return CreateShuffleVector(aVec, bVec, ConstantVector::get(Idxs));
221}
222
223Value * IDISA_Builder::esimd_mergel(unsigned fw, Value * a, Value * b) {
224    unsigned field_count = mBitBlockWidth/fw;
225    Value * aVec = fwCast(fw, a);
226    Value * bVec = fwCast(fw, b);
227    std::vector<Constant*> Idxs;
228    for (unsigned i = 0; i < field_count/2; i++) {
229        Idxs.push_back(getInt32(i));    // selects elements from first reg.
230        Idxs.push_back(getInt32(i + field_count)); // selects elements from second reg.
231    }
232    return CreateShuffleVector(aVec, bVec, ConstantVector::get(Idxs));
233}
234
235Value * IDISA_Builder::esimd_bitspread(unsigned fw, Value * bitmask) {
236    unsigned field_count = mBitBlockWidth/fw;
237    Type * field_type = getIntNTy(fw);
238    if (bitmask->getType()->getIntegerBitWidth() < fw) {
239        bitmask = CreateZExt(bitmask, field_type);
240    }
241    else if (bitmask->getType()->getIntegerBitWidth() > fw) {
242        bitmask = CreateTrunc(bitmask, field_type);
243    }
244    Value * spread_field = CreateBitCast(bitmask, VectorType::get(getIntNTy(fw), 1));
245    Value * undefVec = UndefValue::get(VectorType::get(getIntNTy(fw), 1));
246    Value * broadcast = CreateShuffleVector(spread_field, undefVec, Constant::getNullValue(VectorType::get(getInt32Ty(), field_count)));
247    std::vector<Constant*> bitSel;
248    std::vector<Constant*> bitShift;
249    for (unsigned i = 0; i < field_count; i++) {
250        bitSel.push_back(ConstantInt::get(field_type, 1 << i));
251        bitShift.push_back(ConstantInt::get(field_type, i));
252    }
253    Value * bitSelVec = ConstantVector::get(bitSel);
254    Value * bitShiftVec = ConstantVector::get(bitShift);
255    return CreateLShr(CreateAnd(bitSelVec, broadcast), bitShiftVec);
256}
257
258Value * IDISA_Builder::hsimd_packh(unsigned fw, Value * a, Value * b) {
259    unsigned field_count = 2 * mBitBlockWidth/fw;
260    Value * aVec = fwCast(fw/2, a);
261    Value * bVec = fwCast(fw/2, b);
262    std::vector<Constant*> Idxs;
263    for (unsigned i = 0; i < field_count; i++) {
264        Idxs.push_back(getInt32(2*i+1));
265    }
266    return CreateShuffleVector(aVec, bVec, ConstantVector::get(Idxs));
267}
268
269Value * IDISA_Builder::hsimd_packl(unsigned fw, Value * a, Value * b) {
270    unsigned field_count = 2 * mBitBlockWidth/fw;
271    Value * aVec = fwCast(fw/2, a);
272    Value * bVec = fwCast(fw/2, b);
273    std::vector<Constant*> Idxs;
274    for (unsigned i = 0; i < field_count; i++) {
275        Idxs.push_back(getInt32(2*i));
276    }
277    return CreateShuffleVector(aVec, bVec, ConstantVector::get(Idxs));
278}
279
280   
281Value * IDISA_Builder::hsimd_packh_in_lanes(unsigned lanes, unsigned fw, Value * a, Value * b) {
282    unsigned fw_out = fw/2;
283    unsigned fields_per_lane = mBitBlockWidth/(fw_out * lanes);
284    unsigned field_offset_for_b = mBitBlockWidth/fw_out;
285    Value * aVec = fwCast(fw_out, a);
286    Value * bVec = fwCast(fw_out, b);
287    std::vector<Constant*> Idxs;
288    for (unsigned lane = 0; lane < lanes; lane++) {
289        unsigned first_field_in_lane = lane * fields_per_lane; // every second field
290        for (unsigned i = 0; i < fields_per_lane/2; i++) {
291            Idxs.push_back(getInt32(first_field_in_lane + 2*i + 1));
292        }
293        for (unsigned i = 0; i < fields_per_lane/2; i++) {
294            Idxs.push_back(getInt32(field_offset_for_b + first_field_in_lane + 2*i + 1));
295        }
296    }
297    Value * pack = CreateShuffleVector(aVec, bVec, ConstantVector::get(Idxs));
298    return pack;
299}
300
301Value * IDISA_Builder::hsimd_packl_in_lanes(unsigned lanes, unsigned fw, Value * a, Value * b) {
302    unsigned fw_out = fw/2;
303    unsigned fields_per_lane = mBitBlockWidth/(fw_out * lanes);
304    unsigned field_offset_for_b = mBitBlockWidth/fw_out;
305    Value * aVec = fwCast(fw_out, a);
306    Value * bVec = fwCast(fw_out, b);
307    std::vector<Constant*> Idxs;
308    for (unsigned lane = 0; lane < lanes; lane++) {
309        unsigned first_field_in_lane = lane * fields_per_lane; // every second field
310        for (unsigned i = 0; i < fields_per_lane/2; i++) {
311            Idxs.push_back(getInt32(first_field_in_lane + 2*i));
312        }
313        for (unsigned i = 0; i < fields_per_lane/2; i++) {
314            Idxs.push_back(getInt32(field_offset_for_b + first_field_in_lane + 2*i));
315        }
316    }
317    Value * pack = CreateShuffleVector(aVec, bVec, ConstantVector::get(Idxs));
318    return pack;
319}
320
321   
322Value * IDISA_Builder::hsimd_signmask(unsigned fw, Value * a) {
323    Value * mask = CreateICmpSLT(fwCast(fw, a), ConstantAggregateZero::get(fwVectorType(fw)));
324    return CreateZExt(CreateBitCast(mask, getIntNTy(mBitBlockWidth/fw)), getInt32Ty());
325}
326
327Value * IDISA_Builder::mvmd_extract(unsigned fw, Value * a, unsigned fieldIndex) {
328    Value * aVec = fwCast(fw, a);
329    return CreateExtractElement(aVec, getInt32(fieldIndex));
330}
331
332Value * IDISA_Builder::mvmd_insert(unsigned fw, Value * blk, Value * elt, unsigned fieldIndex) {
333    Value * vec = fwCast(fw, blk);
334    return CreateInsertElement(vec, elt, getInt32(fieldIndex));
335}
336
337Value * IDISA_Builder::mvmd_dslli(unsigned fw, Value * a, Value * b, unsigned shift) {
338    unsigned field_count = mBitBlockWidth/fw;
339    Value * aVec = fwCast(fw, a);
340    Value * bVec = fwCast(fw, b);
341    std::vector<Constant*> Idxs;
342    for (unsigned i = 0; i < field_count; i++) {
343        Idxs.push_back(getInt32(i + shift));
344    }
345    return CreateShuffleVector(bVec, aVec, ConstantVector::get(Idxs));
346}
347
348Value * IDISA_Builder::bitblock_any(Value * a) {
349    Type * iBitBlock = getIntNTy(mBitBlockWidth);
350    return CreateICmpNE(CreateBitCast(a, iBitBlock),  ConstantInt::get(iBitBlock, 0));
351}
352
353Value * IDISA_Builder::simd_and(Value * a, Value * b) {
354    return a->getType() == b->getType() ? CreateAnd(a, b) : CreateAnd(bitCast(a), bitCast(b));
355}
356
357Value * IDISA_Builder::simd_or(Value * a, Value * b) {
358    return a->getType() == b->getType() ? CreateOr(a, b) : CreateOr(bitCast(a), bitCast(b));
359}
360   
361Value * IDISA_Builder::simd_xor(Value * a, Value * b) {
362    return a->getType() == b->getType() ? CreateXor(a, b) : CreateXor(bitCast(a), bitCast(b));
363}
364
365Value * IDISA_Builder::simd_not(Value * a) {
366    return simd_xor(a, Constant::getAllOnesValue(a->getType()));
367}
368
369}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.