llvm/test/CodeGen/Thumb2/LowOverheadLoops/tail-pred-reduce.ll

   1 ; RUN: opt -mtriple=thumbv8.1m.main -mve-tail-predication -tail-predication=enabled -mattr=+mve %s -S -o - | FileCheck %s
   2
   3 ; CHECK-LABEL: reduction_i32
   4 ; CHECK: phi i32 [ 0, %vector.ph ]
   5 ; CHECK: phi <8 x i16> [ zeroinitializer, %vector.ph ]
   6 ; CHECK: phi i32
   7 ; CHECK: [[PHI:%[^ ]+]] = phi i32 [ %N, %vector.ph ], [ [[ELEMS:%[^ ]+]], %vector.body ]
   8 ; CHECK: [[VCTP:%[^ ]+]] = call <8 x i1> @llvm.arm.mve.vctp16(i32 [[PHI]])
   9 ; CHECK: [[ELEMS]] = sub i32 [[PHI]], 8
  10 ; CHECK: call <8 x i16> @llvm.masked.load.v8i16.p0(ptr %tmp2, i32 4, <8 x i1> [[VCTP]], <8 x i16> undef)
  11 ; CHECK: call <8 x i16> @llvm.masked.load.v8i16.p0(ptr %tmp5, i32 4, <8 x i1> [[VCTP]], <8 x i16> undef)
  12 define i16 @reduction_i32(ptr nocapture readonly %A, ptr nocapture readonly %B, i32 %N) {
  13 entry:
  14   %cmp8 = icmp eq i32 %N, 0
  15   br i1 %cmp8, label %for.cond.cleanup, label %vector.ph
  16
  17 vector.ph:
  18   %tmp = add i32 %N, -1
  19   %n.rnd.up = add i32 %tmp, 8
  20   %n.vec = and i32 %n.rnd.up, -8
  21   %0 = add i32 %n.vec, -8
  22   %1 = lshr i32 %0, 3
  23   %2 = add i32 %1, 1
  24   %start = call i32 @llvm.start.loop.iterations.i32(i32 %2)
  25   br label %vector.body
  26
  27 vector.body:                                      ; preds = %vector.body, %vector.ph
  28   %index = phi i32 [ 0, %vector.ph], [ %index.next, %vector.body ]
  29   %vec.phi = phi <8 x i16> [ zeroinitializer, %vector.ph], [ %tmp8, %vector.body ]
  30   %3 = phi i32 [ %start, %vector.ph], [ %4, %vector.body ]
  31   %tmp2 = getelementptr inbounds i16, ptr %A, i32 %index
  32   %tmp3 = call <8 x i1> @llvm.get.active.lane.mask.v8i1.i32(i32 %index, i32 %N)
  33   %wide.masked.load = call <8 x i16> @llvm.masked.load.v8i16.p0(ptr %tmp2, i32 4, <8 x i1> %tmp3, <8 x i16> undef)
  34   %tmp5 = getelementptr inbounds i16, ptr %B, i32 %index
  35   %wide.masked.load3 = call <8 x i16> @llvm.masked.load.v8i16.p0(ptr %tmp5, i32 4, <8 x i1> %tmp3, <8 x i16> undef)
  36   %tmp7 = add <8 x i16> %wide.masked.load, %vec.phi
  37   %tmp8 = add <8 x i16> %tmp7, %wide.masked.load3
  38   %index.next = add i32 %index, 8
  39   %4 = call i32 @llvm.loop.decrement.reg.i32.i32.i32(i32 %3, i32 1)
  40   %5 = icmp ne i32 %4, 0
  41   br i1 %5, label %vector.body, label %middle.block
  42
  43 middle.block:                                     ; preds = %vector.body
  44   %vec.phi.lcssa = phi <8 x i16> [ %vec.phi, %vector.body ]
  45   %.lcssa3 = phi <8 x i1> [ %tmp3, %vector.body ]
  46   %.lcssa = phi <8 x i16> [ %tmp8, %vector.body ]
  47   %tmp10 = select <8 x i1> %.lcssa3, <8 x i16> %.lcssa, <8 x i16> %vec.phi.lcssa
  48   %rdx.shuf = shufflevector <8 x i16> %tmp10, <8 x i16> undef, <8 x i32> <i32 4, i32 5, i32 6, i32 7, i32 undef, i32 undef, i32 undef, i32 undef>
  49   %bin.rdx = add <8 x i16> %rdx.shuf, %tmp10
  50   %rdx.shuf4 = shufflevector <8 x i16> %bin.rdx, <8 x i16> undef, <8 x i32> <i32 2, i32 3, i32 undef, i32 undef, i32 undef, i32 undef, i32 undef, i32 undef>
  51   %bin.rdx5 = add <8 x i16> %rdx.shuf4, %bin.rdx
  52   %rdx.shuf6 = shufflevector <8 x i16> %bin.rdx5, <8 x i16> undef, <8 x i32> <i32 1, i32 undef, i32 undef, i32 undef, i32 undef, i32 undef, i32 undef, i32 undef>
  53   %bin.rdx7 = add <8 x i16> %rdx.shuf6, %bin.rdx5
  54   %tmp11 = extractelement <8 x i16> %bin.rdx7, i32 0
  55   ret i16 %tmp11
  56
  57 for.cond.cleanup:
  58   %res.0 = phi i16 [ 0, %entry ]
  59   ret i16 %res.0
  60 }
  61
  62 ; CHECK-LABEL: reduction_i32_with_scalar
  63 ; CHECK: vector.body:
  64 ; CHECK: %index = phi i32 [ 0, %vector.ph ], [ %index.next, %vector.body ]
  65 ; CHECK: %vec.phi = phi <8 x i16> [ zeroinitializer, %vector.ph ], [ %{{.*}}, %vector.body ]
  66 ; CHECK: %{{.*}} = phi i32 [ %{{.*}}, %vector.ph ], [ %{{.*}}, %vector.body ]
  67 ; CHECK: [[PHI:%[^ ]+]] = phi i32 [ %N, %vector.ph ], [ [[ELEMS:%[^ ]+]], %vector.body ]
  68 ; CHECK: [[VCTP:%[^ ]+]] = call <8 x i1> @llvm.arm.mve.vctp16(i32 [[PHI]])
  69 ; CHECK: [[ELEMS]] = sub i32 [[PHI]], 8
  70 ; CHECK: call <8 x i16> @llvm.masked.load.v8i16.p0(ptr %tmp2, i32 4, <8 x i1> [[VCTP]], <8 x i16> undef)
  71 define i16 @reduction_i32_with_scalar(ptr nocapture readonly %A, i16 %B, i32 %N) local_unnamed_addr {
  72 entry:
  73   %cmp8 = icmp eq i32 %N, 0
  74   br i1 %cmp8, label %for.cond.cleanup, label %vector.ph
  75
  76 vector.ph:
  77   %tmp = add i32 %N, -1
  78   %n.rnd.up = add nuw nsw i32 %tmp, 8
  79   %n.vec = and i32 %n.rnd.up, -8
  80   %broadcast.splatinsert3 = insertelement <8 x i16> undef, i16 %B, i32 0
  81   %broadcast.splat4 = shufflevector <8 x i16> %broadcast.splatinsert3, <8 x i16> undef, <8 x i32> zeroinitializer
  82   %0 = add i32 %n.vec, -8
  83   %1 = lshr i32 %0, 3
  84   %2 = add nuw nsw i32 %1, 1
  85   %start = call i32 @llvm.start.loop.iterations.i32(i32 %2)
  86   br label %vector.body
  87
  88 vector.body:                                      ; preds = %vector.body, %vector.ph
  89   %index = phi i32 [ 0, %vector.ph], [ %index.next, %vector.body ]
  90   %vec.phi = phi <8 x i16> [ zeroinitializer, %vector.ph], [ %tmp6, %vector.body ]
  91   %3 = phi i32 [ %start, %vector.ph], [ %4, %vector.body ]
  92   %tmp2 = getelementptr inbounds i16, ptr %A, i32 %index
  93   %tmp3 = call <8 x i1> @llvm.get.active.lane.mask.v8i1.i32(i32 %index, i32 %N)
  94   %wide.masked.load = call <8 x i16> @llvm.masked.load.v8i16.p0(ptr %tmp2, i32 4, <8 x i1> %tmp3, <8 x i16> undef)
  95   %tmp5 = add <8 x i16> %vec.phi, %broadcast.splat4
  96   %tmp6 = add <8 x i16> %tmp5, %wide.masked.load
  97   %index.next = add nuw nsw i32 %index, 8
  98   %4 = call i32 @llvm.loop.decrement.reg.i32.i32.i32(i32 %3, i32 1)
  99   %5 = icmp ne i32 %4, 0
 100   br i1 %5, label %vector.body, label %middle.block
 101
 102 middle.block:                                     ; preds = %vector.body
 103   %tmp8 = select <8 x i1> %tmp3, <8 x i16> %tmp6, <8 x i16> %vec.phi
 104   %rdx.shuf = shufflevector <8 x i16> %tmp8, <8 x i16> undef, <8 x i32> <i32 4, i32 5, i32 6, i32 7, i32 undef, i32 undef, i32 undef, i32 undef>
 105   %bin.rdx = add <8 x i16> %rdx.shuf, %tmp8
 106   %rdx.shuf5 = shufflevector <8 x i16> %bin.rdx, <8 x i16> undef, <8 x i32> <i32 2, i32 3, i32 undef, i32 undef, i32 undef, i32 undef, i32 undef, i32 undef>
 107   %bin.rdx6 = add <8 x i16> %rdx.shuf5, %bin.rdx
 108   %rdx.shuf7 = shufflevector <8 x i16> %bin.rdx6, <8 x i16> undef, <8 x i32> <i32 1, i32 undef, i32 undef, i32 undef, i32 undef, i32 undef, i32 undef, i32 undef>
 109   %bin.rdx8 = add <8 x i16> %rdx.shuf7, %bin.rdx6
 110   %tmp9 = extractelement <8 x i16> %bin.rdx8, i32 0
 111   ret i16 %tmp9
 112
 113 for.cond.cleanup:
 114   %res.0 = phi i16 [ 0, %entry ]
 115   ret i16 %res.0
 116 }
 117
 118 ; The vector loop is not guarded with an entry check (N == 0). Check that
 119 ; despite this we can still calculate a precise enough range so that the
 120 ; the overflow checks for get.active.active.lane.mask don't reject
 121 ; tail-predication.
 122 ;
 123 ; CHECK-LABEL: @reduction_not_guarded
 124 ;
 125 ; CHECK:     vector.body:
 126 ; CHECK:     @llvm.arm.mve.vctp
 127 ; CHECK-NOT: @llvm.get.active.lane.mask.v8i1.i32
 128 ; CHECK:     ret
 129 ;
 130 define i16 @reduction_not_guarded(ptr nocapture readonly %A, i16 %B, i32 %N) local_unnamed_addr {
 131 entry:
 132   %tmp = add i32 %N, -1
 133   %n.rnd.up = add nuw nsw i32 %tmp, 8
 134   %n.vec = and i32 %n.rnd.up, -8
 135   %broadcast.splatinsert3 = insertelement <8 x i16> undef, i16 %B, i32 0
 136   %broadcast.splat4 = shufflevector <8 x i16> %broadcast.splatinsert3, <8 x i16> undef, <8 x i32> zeroinitializer
 137   %0 = add i32 %n.vec, -8
 138   %1 = lshr i32 %0, 3
 139   %2 = add nuw nsw i32 %1, 1
 140   %start = call i32 @llvm.start.loop.iterations.i32(i32 %2)
 141   br label %vector.body
 142
 143 vector.body:                                      ; preds = %vector.body, %vector.ph
 144   %index = phi i32 [ 0, %entry], [ %index.next, %vector.body ]
 145   %vec.phi = phi <8 x i16> [ zeroinitializer, %entry], [ %tmp6, %vector.body ]
 146   %3 = phi i32 [ %start, %entry ], [ %4, %vector.body ]
 147   %tmp2 = getelementptr inbounds i16, ptr %A, i32 %index
 148   %tmp3 = call <8 x i1> @llvm.get.active.lane.mask.v8i1.i32(i32 %index, i32 %N)
 149   %wide.masked.load = call <8 x i16> @llvm.masked.load.v8i16.p0(ptr %tmp2, i32 4, <8 x i1> %tmp3, <8 x i16> undef)
 150   %tmp5 = add <8 x i16> %vec.phi, %broadcast.splat4
 151   %tmp6 = add <8 x i16> %tmp5, %wide.masked.load
 152   %index.next = add nuw nsw i32 %index, 8
 153   %4 = call i32 @llvm.loop.decrement.reg.i32.i32.i32(i32 %3, i32 1)
 154   %5 = icmp ne i32 %4, 0
 155   br i1 %5, label %vector.body, label %middle.block
 156
 157 middle.block:                                     ; preds = %vector.body
 158   %tmp8 = select <8 x i1> %tmp3, <8 x i16> %tmp6, <8 x i16> %vec.phi
 159   %rdx.shuf = shufflevector <8 x i16> %tmp8, <8 x i16> undef, <8 x i32> <i32 4, i32 5, i32 6, i32 7, i32 undef, i32 undef, i32 undef, i32 undef>
 160   %bin.rdx = add <8 x i16> %rdx.shuf, %tmp8
 161   %rdx.shuf5 = shufflevector <8 x i16> %bin.rdx, <8 x i16> undef, <8 x i32> <i32 2, i32 3, i32 undef, i32 undef, i32 undef, i32 undef, i32 undef, i32 undef>
 162   %bin.rdx6 = add <8 x i16> %rdx.shuf5, %bin.rdx
 163   %rdx.shuf7 = shufflevector <8 x i16> %bin.rdx6, <8 x i16> undef, <8 x i32> <i32 1, i32 undef, i32 undef, i32 undef, i32 undef, i32 undef, i32 undef, i32 undef>
 164   %bin.rdx8 = add <8 x i16> %rdx.shuf7, %bin.rdx6
 165   %tmp9 = extractelement <8 x i16> %bin.rdx8, i32 0
 166   ret i16 %tmp9
 167 }
 168
 169 ; CHECK-LABEL: @Correlation
 170 ; CHECK:       vector.body:
 171 ; CHECK:       @llvm.arm.mve.vctp
 172 ; CHECK-NOT:   %active.lane.mask = call <4 x i1> @llvm.get.active.lane.mask
 173 ;
 174 define dso_local void @Correlation(ptr nocapture readonly %Input, ptr nocapture %Output, i16 signext %Size, i16 signext %N, i16 signext %Scale) local_unnamed_addr #0 {
 175 entry:
 176   %conv = sext i16 %N to i32
 177   %cmp36 = icmp sgt i16 %N, 0
 178   br i1 %cmp36, label %for.body.lr.ph, label %for.end17
 179
 180 for.body.lr.ph:
 181   %conv2 = sext i16 %Size to i32
 182   %conv1032 = zext i16 %Scale to i32
 183   %0 = add i32 %conv2, 3
 184   br label %for.body
 185
 186 for.body:
 187   %lsr.iv51 = phi i32 [ %lsr.iv.next, %for.end ], [ %0, %for.body.lr.ph ]
 188   %lsr.iv46 = phi ptr [ %scevgep47, %for.end ], [ %Input, %for.body.lr.ph ]
 189   %i.037 = phi i32 [ 0, %for.body.lr.ph ], [ %inc16, %for.end ]
 190   %1 = mul nsw i32 %i.037, -1
 191   %2 = add i32 %0, %1
 192   %3 = lshr i32 %2, 2
 193   %4 = shl nuw i32 %3, 2
 194   %5 = add i32 %4, -4
 195   %6 = lshr i32 %5, 2
 196   %7 = add nuw nsw i32 %6, 1
 197   %8 = sub i32 %conv2, %i.037
 198   %cmp433 = icmp slt i32 %i.037, %conv2
 199   br i1 %cmp433, label %vector.ph, label %for.end
 200
 201 vector.ph:                                        ; preds = %for.body
 202   %start = call i32 @llvm.start.loop.iterations.i32(i32 %7)
 203   br label %vector.body
 204
 205 vector.body:                                      ; preds = %vector.body, %vector.ph
 206   %lsr.iv48 = phi ptr [ %scevgep49, %vector.body ], [ %lsr.iv46, %vector.ph ]
 207   %lsr.iv = phi ptr [ %scevgep, %vector.body ], [ %Input, %vector.ph ]
 208   %index = phi i32 [ 0, %vector.ph ], [ %index.next, %vector.body ]
 209   %vec.phi = phi <4 x i32> [ zeroinitializer, %vector.ph ], [ %16, %vector.body ]
 210   %9 = phi i32 [ %start, %vector.ph ], [ %17, %vector.body ]
 211   %active.lane.mask = call <4 x i1> @llvm.get.active.lane.mask.v4i1.i32(i32 %index, i32 %8)
 212   %wide.masked.load = call <4 x i16> @llvm.masked.load.v4i16.p0(ptr %lsr.iv, i32 2, <4 x i1> %active.lane.mask, <4 x i16> undef)
 213   %10 = sext <4 x i16> %wide.masked.load to <4 x i32>
 214   %wide.masked.load42 = call <4 x i16> @llvm.masked.load.v4i16.p0(ptr %lsr.iv48, i32 2, <4 x i1> %active.lane.mask, <4 x i16> undef)
 215   %11 = sext <4 x i16> %wide.masked.load42 to <4 x i32>
 216   %12 = mul nsw <4 x i32> %11, %10
 217   %13 = insertelement <4 x i32> undef, i32 %conv1032, i32 0
 218   %14 = shufflevector <4 x i32> %13, <4 x i32> undef, <4 x i32> zeroinitializer
 219   %15 = ashr <4 x i32> %12, %14
 220   %16 = add <4 x i32> %15, %vec.phi
 221   %index.next = add i32 %index, 4
 222   %scevgep = getelementptr i16, ptr %lsr.iv, i32 4
 223   %scevgep49 = getelementptr i16, ptr %lsr.iv48, i32 4
 224   %17 = call i32 @llvm.loop.decrement.reg.i32(i32 %9, i32 1)
 225   %18 = icmp ne i32 %17, 0
 226   br i1 %18, label %vector.body, label %middle.block
 227
 228 middle.block:                                     ; preds = %vector.body
 229   %19 = select <4 x i1> %active.lane.mask, <4 x i32> %16, <4 x i32> %vec.phi
 230   %20 = call i32 @llvm.vector.reduce.add.v4i32(<4 x i32> %19)
 231   br label %for.end
 232
 233 for.end:                                          ; preds = %middle.block, %for.body
 234   %Sum.0.lcssa = phi i32 [ 0, %for.body ], [ %20, %middle.block ]
 235   %21 = lshr i32 %Sum.0.lcssa, 16
 236   %conv13 = trunc i32 %21 to i16
 237   %arrayidx14 = getelementptr inbounds i16, ptr %Output, i32 %i.037
 238   store i16 %conv13, ptr %arrayidx14, align 2
 239   %inc16 = add nuw nsw i32 %i.037, 1
 240   %scevgep47 = getelementptr i16, ptr %lsr.iv46, i32 1
 241   %lsr.iv.next = add i32 %lsr.iv51, -1
 242   %exitcond39 = icmp eq i32 %inc16, %conv
 243   br i1 %exitcond39, label %for.end17, label %for.body
 244
 245 for.end17:                                        ; preds = %for.end, %entry
 246   ret void
 247 }
 248
 249 declare <8 x i16> @llvm.masked.load.v8i16.p0(ptr, i32 immarg, <8 x i1>, <8 x i16>)
 250 declare i32 @llvm.start.loop.iterations.i32(i32)
 251 declare i32 @llvm.loop.decrement.reg.i32.i32.i32(i32, i32)
 252 declare <4 x i1> @llvm.get.active.lane.mask.v4i1.i32(i32, i32)
 253 declare <8 x i1> @llvm.get.active.lane.mask.v8i1.i32(i32, i32)
 254 declare i32 @llvm.vector.reduce.add.v4i32(<4 x i32>)
 255 declare i32 @llvm.loop.decrement.reg.i32(i32, i32)
 256 declare <4 x i16> @llvm.masked.load.v4i16.p0(ptr, i32 immarg, <4 x i1>, <4 x i16>)