]> git.ipfire.org Git - thirdparty/gcc.git/commitdiff
aarch64: Use SVE2 NBSL for vector NOR and NAND for Advanced SIMD modes
authorKyrylo Tkachov <ktkachov@nvidia.com>
Fri, 11 Jul 2025 09:50:32 +0000 (02:50 -0700)
committerKyrylo Tkachov <ktkachov@nvidia.com>
Wed, 16 Jul 2025 07:26:51 +0000 (09:26 +0200)
We already have patterns to use the NBSL instruction to implement vector
NOR and NAND operations for SVE types and modes.  It is straightforward to
have similar patterns for the fixed-width Advanced SIMD modes as well, though
it requires combine patterns without the predicate operand and an explicit 'Z'
output modifier.  This patch does so.

So now for example we generate for:

uint64x2_t nand_q(uint64x2_t a, uint64x2_t b) { return NAND(a, b); }
uint64x2_t nor_q(uint64x2_t a, uint64x2_t b) { return NOR(a, b); }

nand_q:
        nbsl    z0.d, z0.d, z1.d, z1.d
        ret

nor_q:
        nbsl    z0.d, z0.d, z1.d, z0.d
        ret

instead of the previous:
nand_q:
        and     v0.16b, v0.16b, v1.16b
        not     v0.16b, v0.16b
        ret

nor_q:
        orr     v0.16b, v0.16b, v1.16b
        not     v0.16b, v0.16b
        ret

The tied operand requirements for NBSL mean that we can generate the MOVPRFX
when the operands fall that way, but I guess having a 2-insn MOVPRFX form is
not worse than the current 2-insn codegen at least, and the MOVPRFX can be
fused by many cores.

Bootstrapped and tested on aarch64-none-linux-gnu.

Signed-off-by: Kyrylo Tkachov <ktkachov@nvidia.com>
gcc/

* config/aarch64/aarch64-sve2.md (*aarch64_sve2_unpred_nor<mode>):
New define_insn.
(*aarch64_sve2_nand_unpred<mode>): Likewise.

gcc/testsuite/

* gcc.target/aarch64/sve2/nbsl_nor_nand_neon.c: New test.

gcc/config/aarch64/aarch64-sve2.md
gcc/testsuite/gcc.target/aarch64/sve2/nbsl_nor_nand_neon.c [new file with mode: 0644]

index 660901d4b3f1b14ee10ee504c3c91e993bd892b8..7148f54b363f1fca5edb46ccf1122236f8fc54a1 100644 (file)
   }
 )
 
+(define_insn "*aarch64_sve2_unpred_nor<mode>"
+  [(set (match_operand:VDQ_I 0 "register_operand")
+       (and:VDQ_I
+         (not:VDQ_I
+           (match_operand:VDQ_I 1 "register_operand"))
+         (not:VDQ_I
+           (match_operand:VDQ_I 2 "register_operand"))))]
+  "TARGET_SVE2"
+  {@ [ cons: =0 , %1 , 2 ; attrs: movprfx ]
+     [ w        , 0  , w ; *              ] nbsl\t%Z0.d, %Z0.d, %Z2.d, %Z0.d
+     [ ?&w      , w  , w ; yes            ] movprfx\t%Z0, %Z1\;nbsl\t%Z0.d, %Z0.d, %Z2.d, %Z1.d
+  }
+)
+
 ;; Use NBSL for vector NAND.
 (define_insn_and_rewrite "*aarch64_sve2_nand<mode>"
   [(set (match_operand:SVE_FULL_I 0 "register_operand")
   }
 )
 
+;; Same as above but unpredicated and including Advanced SIMD modes.
+(define_insn "*aarch64_sve2_nand_unpred<mode>"
+  [(set (match_operand:VDQ_I 0 "register_operand")
+       (ior:VDQ_I
+         (not:VDQ_I
+           (match_operand:VDQ_I 1 "register_operand"))
+         (not:VDQ_I
+           (match_operand:VDQ_I 2 "register_operand"))))]
+  "TARGET_SVE2"
+  {@ [ cons: =0 , %1 , 2 ; attrs: movprfx ]
+     [ w        , 0  , w ; *              ] nbsl\t%Z0.d, %Z0.d, %Z2.d, %Z2.d
+     [ ?&w      , w  , w ; yes            ] movprfx\t%Z0, %Z1\;nbsl\t%Z0.d, %Z0.d, %Z2.d, %Z2.d
+  }
+)
+
 ;; Unpredicated bitwise select.
 ;; (op3 ? bsl_mov : bsl_dup) == (((bsl_mov ^ bsl_dup) & op3) ^ bsl_dup)
 (define_expand "@aarch64_sve2_bsl<mode>"
diff --git a/gcc/testsuite/gcc.target/aarch64/sve2/nbsl_nor_nand_neon.c b/gcc/testsuite/gcc.target/aarch64/sve2/nbsl_nor_nand_neon.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..09bfc19
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,68 @@
+/* { dg-options "-O2" } */
+/* { dg-final { check-function-bodies "**" "" "" } } */
+
+#include <arm_neon.h>
+
+#define NAND(x, y)  (~((x) & (y)))
+#define NOR(x, y)   (~((x) | (y)))
+
+/*
+** nand_d:
+**     nbsl    z0.d, z0.d, z1.d, z1.d
+**     ret
+*/
+uint32x2_t nand_d(uint32x2_t a, uint32x2_t b) { return NAND(a, b); }
+
+/*
+** nand_d_mp:
+**     movprfx z0, z1
+**     nbsl    z0.d, z0.d, z2.d, z2.d
+**     ret
+*/
+uint32x2_t nand_d_mp(uint32x2_t c, uint32x2_t a, uint32x2_t b) { return NAND(a, b); }
+
+/*
+** nor_d:
+**     nbsl    z0.d, z0.d, z1.d, z0.d
+**     ret
+*/
+uint32x2_t nor_d(uint32x2_t a, uint32x2_t b) { return NOR(a, b); }
+
+/*
+** nor_d_mp:
+**     movprfx z0, z1
+**     nbsl    z0.d, z0.d, z2.d, z1.d
+**     ret
+*/
+uint32x2_t nor_d_mp(uint32x2_t c, uint32x2_t a, uint32x2_t b) { return NOR(a, b); }
+
+/*
+** nand_q:
+**     nbsl    z0.d, z0.d, z1.d, z1.d
+**     ret
+*/
+uint64x2_t nand_q(uint64x2_t a, uint64x2_t b) { return NAND(a, b); }
+
+/*
+** nand_q_mp:
+**     movprfx z0, z1
+**     nbsl    z0.d, z0.d, z2.d, z2.d
+**     ret
+*/
+uint32x4_t nand_q_mp(uint32x4_t c, uint32x4_t a, uint32x4_t b) { return NAND(a, b); }
+
+/*
+** nor_q:
+**     nbsl    z0.d, z0.d, z1.d, z0.d
+**     ret
+*/
+uint64x2_t nor_q(uint64x2_t a, uint64x2_t b) { return NOR(a, b); }
+
+/*
+** nor_q_mp:
+**     movprfx z0, z1
+**     nbsl    z0.d, z0.d, z2.d, z1.d
+**     ret
+*/
+uint32x4_t nor_q_mp(uint32x4_t c, uint32x4_t a, uint32x4_t b) { return NOR(a, b); }
+