]> git.ipfire.org Git - thirdparty/gcc.git/commitdiff
RISC-V: Fix unexpected big LMUL choosing in dynamic LMUL model for non-adjacent load...
authorJuzhe-Zhong <juzhe.zhong@rivai.ai>
Mon, 16 Oct 2023 23:20:38 +0000 (07:20 +0800)
committerPan Li <pan2.li@intel.com>
Tue, 17 Oct 2023 01:06:11 +0000 (09:06 +0800)
Consider this following case:
int
bar (int *x, int a, int b, int n)
{
  x = __builtin_assume_aligned (x, __BIGGEST_ALIGNMENT__);
  int sum1 = 0;
  int sum2 = 0;
  for (int i = 0; i < n; ++i)
    {
      sum1 += x[2*i] - a;
      sum1 += x[2*i+1] * b;
      sum2 += x[2*i] - b;
      sum2 += x[2*i+1] * a;
    }
  return sum1 + sum2;
}

Before this patch:

bar:
        ble     a3,zero,.L5
        csrr    t0,vlenb
        csrr    a6,vlenb
        slli    t1,t0,3
        vsetvli a5,zero,e32,m4,ta,ma
        sub     sp,sp,t1
        vid.v   v20
        vmv.v.x v12,a1
        vand.vi v4,v20,1
        vmv.v.x v16,a2
        vmseq.vi        v4,v4,1
        slli    t3,a6,2
        vsetvli zero,a5,e32,m4,ta,ma
        vmv1r.v v0,v4
        viota.m v8,v4
        add     a7,t3,sp
        vsetvli a5,zero,e32,m4,ta,mu
        vand.vi v28,v20,-2
        vadd.vi v4,v28,1
        vs4r.v  v20,0(a7)                        -----  spill
        vrgather.vv     v24,v12,v8
        vrgather.vv     v20,v16,v8
        vrgather.vv     v24,v16,v8,v0.t
        vrgather.vv     v20,v12,v8,v0.t
        vs4r.v  v4,0(sp)                          ----- spill
        slli    a3,a3,1
        addi    t4,a6,-1
        neg     t1,a6
        vmv4r.v v0,v20
        vmv.v.i v4,0
        j       .L4
.L13:
        vsetvli a5,zero,e32,m4,ta,ma
.L4:
        mv      a7,a3
        mv      a4,a3
        bleu    a3,a6,.L3
        csrr    a4,vlenb
.L3:
        vmv.v.x v8,t4
        vl4re32.v       v12,0(sp)                ---- spill
        vand.vv v20,v28,v8
        vand.vv v8,v12,v8
        vsetvli zero,a4,e32,m4,ta,ma
        vle32.v v16,0(a0)
        vsetvli a5,zero,e32,m4,ta,ma
        add     a3,a3,t1
        vrgather.vv     v12,v16,v20
        add     a0,a0,t3
        vrgather.vv     v20,v16,v8
        vsub.vv v12,v12,v0
        vsetvli zero,a4,e32,m4,tu,ma
        vadd.vv v4,v4,v12
        vmacc.vv        v4,v24,v20
        bgtu    a7,a6,.L13
        csrr    a1,vlenb
        slli    a1,a1,2
        add     a1,a1,sp
        li      a4,-1
        csrr    t0,vlenb
        vsetvli a5,zero,e32,m4,ta,ma
        vl4re32.v       v12,0(a1)               ---- spill
        vmv.v.i v8,0
        vmul.vx v0,v12,a4
        li      a2,0
        slli    t1,t0,3
        vadd.vi v0,v0,-1
        vand.vi v0,v0,1
        vmseq.vv        v0,v0,v8
        vand.vi v12,v12,1
        vmerge.vvm      v16,v8,v4,v0
        vmseq.vv        v12,v12,v8
        vmv.s.x v1,a2
        vmv1r.v v0,v12
        vredsum.vs      v16,v16,v1
        vmerge.vvm      v8,v8,v4,v0
        vmv.x.s a0,v16
        vredsum.vs      v8,v8,v1
        vmv.x.s a5,v8
        add     sp,sp,t1
        addw    a0,a0,a5
        jr      ra
.L5:
        li      a0,0
        ret

We can there are multiple horrible register spillings.
The root cause of this issue is for a scalar IR load:

_5 = *_4;

We didn't check whether it is a continguous load/store or gather/scatter load/store

Since it will be translate into:

   1. MASK_LEN_GATHER_LOAD (..., perm indice).
   2. Continguous load/store + VEC_PERM (..., perm indice)

It's obvious that no matter which situation, we will end up with consuming one vector register group (perm indice)
that we didn't count it before.

So this case we pick LMUL = 4 which is incorrect choice for dynamic LMUL cost model.

The key of this patch is:

  if ((type == load_vec_info_type || type == store_vec_info_type)
      && !adjacent_dr_p (STMT_VINFO_DATA_REF (stmt_info)))
    {
               ...
            }

Add one more register consumption if it is not an adjacent load/store.

After this patch, it pick LMUL = 2 which is optimal:

bar:
ble a3,zero,.L4
csrr a6,vlenb
vsetvli a5,zero,e32,m2,ta,ma
vmv.v.x v6,a2
srli a2,a6,1
vmv.v.x v4,a1
vid.v v12
slli a3,a3,1
vand.vi v0,v12,1
addi t1,a2,-1
vmseq.vi v0,v0,1
slli a6,a6,1
vsetvli zero,a5,e32,m2,ta,ma
neg a7,a2
viota.m v2,v0
vsetvli a5,zero,e32,m2,ta,mu
vrgather.vv v16,v4,v2
vrgather.vv v14,v6,v2
vrgather.vv v16,v6,v2,v0.t
vrgather.vv v14,v4,v2,v0.t
vand.vi v18,v12,-2
vmv.v.i v2,0
vadd.vi v20,v18,1
.L3:
minu a4,a3,a2
vsetvli zero,a4,e32,m2,ta,ma
vle32.v v8,0(a0)
vsetvli a5,zero,e32,m2,ta,ma
vmv.v.x v4,t1
vand.vv v10,v18,v4
vrgather.vv v6,v8,v10
vsub.vv v6,v6,v14
vsetvli zero,a4,e32,m2,tu,ma
vadd.vv v2,v2,v6
vsetvli a1,zero,e32,m2,ta,ma
vand.vv v4,v20,v4
vrgather.vv v6,v8,v4
vsetvli zero,a4,e32,m2,tu,ma
mv a4,a3
add a0,a0,a6
add a3,a3,a7
vmacc.vv v2,v16,v6
bgtu a4,a2,.L3
vsetvli a1,zero,e32,m2,ta,ma
vand.vi v0,v12,1
vmv.v.i v4,0
li a3,-1
vmseq.vv v0,v0,v4
vmv.s.x v1,zero
vmerge.vvm v6,v4,v2,v0
vredsum.vs v6,v6,v1
vmul.vx v0,v12,a3
vadd.vi v0,v0,-1
vand.vi v0,v0,1
vmv.x.s a4,v6
vmseq.vv v0,v0,v4
vmv.s.x v1,zero
vmerge.vvm v4,v4,v2,v0
vredsum.vs v4,v4,v1
vmv.x.s a0,v4
addw a0,a0,a4
ret
.L4:
li a0,0
ret

No spillings.

gcc/ChangeLog:

* config/riscv/riscv-vector-costs.cc (max_number_of_live_regs): Fix big LMUL issue.
(get_store_value): New function.

gcc/testsuite/ChangeLog:

* gcc.dg/vect/costmodel/riscv/rvv/dynamic-lmul2-7.c: New test.

gcc/config/riscv/riscv-vector-costs.cc
gcc/testsuite/gcc.dg/vect/costmodel/riscv/rvv/dynamic-lmul2-7.c [new file with mode: 0644]

index 0b89039653544691fc7a2e95eaaf0228203e19bc..33061efb1d0e7e943d51105c65a06eb7369d68e8 100644 (file)
@@ -40,6 +40,7 @@ along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
 #include "bitmap.h"
 #include "ssa.h"
 #include "backend.h"
+#include "tree-data-ref.h"
 
 /* This file should be included last.  */
 #include "riscv-vector-costs.h"
@@ -135,8 +136,9 @@ compute_local_program_points (
                    || is_gimple_call (gsi_stmt (si))))
                continue;
              stmt_vec_info stmt_info = vinfo->lookup_stmt (gsi_stmt (si));
-             if (STMT_VINFO_TYPE (vect_stmt_to_vectorize (stmt_info))
-                 != undef_vec_info_type)
+             enum stmt_vec_info_type type
+               = STMT_VINFO_TYPE (vect_stmt_to_vectorize (stmt_info));
+             if (type != undef_vec_info_type)
                {
                  stmt_point info = {point, gsi_stmt (si)};
                  program_points.safe_push (info);
@@ -289,9 +291,7 @@ max_number_of_live_regs (const basic_block bb,
   unsigned int i;
   unsigned int live_point = 0;
   auto_vec<unsigned int> live_vars_vec;
-  live_vars_vec.safe_grow (max_point + 1, true);
-  for (i = 0; i < live_vars_vec.length (); ++i)
-    live_vars_vec[i] = 0;
+  live_vars_vec.safe_grow_cleared (max_point + 1, true);
   for (hash_map<tree, pair>::iterator iter = live_ranges.begin ();
        iter != live_ranges.end (); ++iter)
     {
@@ -360,6 +360,31 @@ get_current_lmul (class loop *loop)
   return loop_autovec_infos.get (loop)->current_lmul;
 }
 
+/* Get STORE value.  */
+static tree
+get_store_value (gimple *stmt)
+{
+  if (is_gimple_call (stmt) && gimple_call_internal_p (stmt))
+    {
+      if (gimple_call_internal_fn (stmt) == IFN_MASK_STORE)
+       return gimple_call_arg (stmt, 3);
+      else
+       gcc_unreachable ();
+    }
+  else
+    return gimple_assign_rhs1 (stmt);
+}
+
+/* Return true if it is non-contiguous load/store.  */
+static bool
+non_contiguous_memory_access_p (stmt_vec_info stmt_info)
+{
+  enum stmt_vec_info_type type
+    = STMT_VINFO_TYPE (vect_stmt_to_vectorize (stmt_info));
+  return ((type == load_vec_info_type || type == store_vec_info_type)
+         && !adjacent_dr_p (STMT_VINFO_DATA_REF (stmt_info)));
+}
+
 /* Update the live ranges according PHI.
 
    Loop:
@@ -395,13 +420,15 @@ update_local_live_ranges (
   unsigned int nbbs = loop->num_nodes;
   unsigned int i, j;
   gphi_iterator psi;
+  gimple_stmt_iterator si;
   for (i = 0; i < nbbs; i++)
     {
       basic_block bb = bbs[i];
       if (dump_enabled_p ())
        dump_printf_loc (MSG_NOTE, vect_location,
-                        "Update local program points for bb %d:\n", bb->index);
-      for (psi = gsi_start_phis (bbs[i]); !gsi_end_p (psi); gsi_next (&psi))
+                        "Update local program points for bb %d:\n",
+                        bbs[i]->index);
+      for (psi = gsi_start_phis (bb); !gsi_end_p (psi); gsi_next (&psi))
        {
          gphi *phi = psi.phi ();
          stmt_vec_info stmt_info = vinfo->lookup_stmt (phi);
@@ -413,12 +440,23 @@ update_local_live_ranges (
            {
              edge e = gimple_phi_arg_edge (phi, j);
              tree def = gimple_phi_arg_def (phi, j);
-             auto *live_ranges = live_ranges_per_bb.get (e->src);
+             auto *live_ranges = live_ranges_per_bb.get (bb);
+             auto *live_range = live_ranges->get (def);
+             if (live_range && flow_bb_inside_loop_p (loop, e->src))
+               {
+                 unsigned int start = (*live_range).first;
+                 (*live_range).first = 0;
+                 if (dump_enabled_p ())
+                   dump_printf_loc (MSG_NOTE, vect_location,
+                                    "Update %T start point from %d to %d:\n",
+                                    def, start, (*live_range).first);
+               }
+             live_ranges = live_ranges_per_bb.get (e->src);
              if (!program_points_per_bb.get (e->src))
                continue;
              unsigned int max_point
                = (*program_points_per_bb.get (e->src)).length () - 1;
-             auto *live_range = live_ranges->get (def);
+             live_range = live_ranges->get (def);
              if (!live_range)
                continue;
 
@@ -430,6 +468,43 @@ update_local_live_ranges (
                                 end, (*live_range).second);
            }
        }
+      for (si = gsi_start_bb (bb); !gsi_end_p (si); gsi_next (&si))
+       {
+         if (!(is_gimple_assign (gsi_stmt (si))
+               || is_gimple_call (gsi_stmt (si))))
+           continue;
+         stmt_vec_info stmt_info = vinfo->lookup_stmt (gsi_stmt (si));
+         enum stmt_vec_info_type type
+           = STMT_VINFO_TYPE (vect_stmt_to_vectorize (stmt_info));
+         if (non_contiguous_memory_access_p (stmt_info))
+           {
+             /* For non-adjacent load/store STMT, we will potentially
+                convert it into:
+
+                  1. MASK_LEN_GATHER_LOAD (..., perm indice).
+                  2. Continguous load/store + VEC_PERM (..., perm indice)
+
+               We will be likely using one more vector variable.  */
+             unsigned int max_point
+               = (*program_points_per_bb.get (bb)).length () - 1;
+             auto *live_ranges = live_ranges_per_bb.get (bb);
+             bool existed_p = false;
+             tree var = type == load_vec_info_type
+                          ? gimple_get_lhs (gsi_stmt (si))
+                          : get_store_value (gsi_stmt (si));
+             tree sel_type = build_nonstandard_integer_type (
+               TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (var)), 1);
+             tree sel = build_decl (UNKNOWN_LOCATION, VAR_DECL,
+                                    get_identifier ("vect_perm"), sel_type);
+             pair &live_range = live_ranges->get_or_insert (sel, &existed_p);
+             gcc_assert (!existed_p);
+             live_range = pair (0, max_point);
+             if (dump_enabled_p ())
+               dump_printf_loc (MSG_NOTE, vect_location,
+                                "Add perm indice %T, start = 0, end = %d\n",
+                                sel, max_point);
+           }
+       }
     }
 }
 
diff --git a/gcc/testsuite/gcc.dg/vect/costmodel/riscv/rvv/dynamic-lmul2-7.c b/gcc/testsuite/gcc.dg/vect/costmodel/riscv/rvv/dynamic-lmul2-7.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..3dfc6f1
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,25 @@
+/* { dg-do compile } */
+/* { dg-options "-march=rv64gcv -mabi=lp64d -fdump-tree-vect-details" } */
+
+int
+bar (int *x, int a, int b, int n)
+{
+  x = __builtin_assume_aligned (x, __BIGGEST_ALIGNMENT__);
+  int sum1 = 0;
+  int sum2 = 0;
+  for (int i = 0; i < n; ++i)
+    {
+      sum1 += x[2*i] - a;
+      sum1 += x[2*i+1] * b;
+      sum2 += x[2*i] - b;
+      sum2 += x[2*i+1] * a;
+    }
+  return sum1 + sum2;
+}
+
+/* { dg-final { scan-assembler {e32,m2} } } */
+/* { dg-final { scan-assembler-times {csrr} 1 } } */
+/* { dg-final { scan-tree-dump-times "Maximum lmul = 8" 1 "vect" } } */
+/* { dg-final { scan-tree-dump-times "Maximum lmul = 4" 1 "vect" } } */
+/* { dg-final { scan-tree-dump-times "Maximum lmul = 2" 1 "vect" } } */
+/* { dg-final { scan-tree-dump-not "Maximum lmul = 1" "vect" } } */