]> git.ipfire.org Git - thirdparty/gcc.git/commitdiff
AArch64: Implement widen_[us]sum using [US]ADDW[TB] for SVE2 [PR122069]
authorTamar Christina <tamar.christina@arm.com>
Sat, 18 Oct 2025 07:22:18 +0000 (08:22 +0100)
committerTamar Christina <tamar.christina@arm.com>
Sat, 18 Oct 2025 07:24:18 +0000 (08:24 +0100)
SVE2 adds [US]ADDW[TB] which we can use when we have to do a single step
widening addition.  This is useful for instance when the value to be widened
does not come from a load.  For example for

int foo2_int(unsigned short *x, unsigned short * restrict y) {
  int sum = 0;
  for (int i = 0; i < 8000; i++)
    {
      x[i] = x[i] + y[i];
      sum += x[i];
    }
  return sum;
}

we used to generate

.L6:
        ld1h    z1.h, p7/z, [x0, x2, lsl 1]
        ld1h    z29.h, p7/z, [x1, x2, lsl 1]
        add     z29.h, z29.h, z1.h
        punpklo p6.h, p7.b
        uunpklo z0.s, z29.h
        add     z31.s, p6/m, z31.s, z0.s
        punpkhi p6.h, p7.b
        uunpkhi z30.s, z29.h
        add     z31.s, p6/m, z31.s, z30.s
        st1h    z29.h, p7, [x0, x2, lsl 1]
        add     x2, x2, x4
        whilelo p7.h, w2, w3
        b.any   .L6
        ptrue   p7.b, all
        uaddv   d31, p7, z31.s

but with +sve2

.L12:
        ld1h    z30.h, p7/z, [x0, x2, lsl 1]
        ld1h    z29.h, p7/z, [x1, x2, lsl 1]
        add     z30.h, z30.h, z29.h
        uaddwb  z31.s, z31.s, z30.h
        uaddwt  z31.s, z31.s, z30.h
        st1h    z30.h, p7, [x0, x2, lsl 1]
        mov     x3, x2
        inch    x2
        cmp     w2, w4
        bls     .L12
        inch    x3
        uaddv   d31, p7, z31.s

gcc/ChangeLog:

PR middle-end/122069
* config/aarch64/aarch64-sve2.md: (widen_ssum<mode><Vnarrow>3): New.
(widen_usum<mode><Vnarrow>3): New.
* config/aarch64/iterators.md (Vnarrow): New, to match VNARROW.

gcc/testsuite/ChangeLog:

PR middle-end/122069
* gcc.target/aarch64/sve2/pr122069_1.c: New test.
* gcc.target/aarch64/sve2/pr122069_2.c: New test.

gcc/config/aarch64/aarch64-sve2.md
gcc/config/aarch64/iterators.md
gcc/testsuite/gcc.target/aarch64/sve2/pr122069_1.c [new file with mode: 0644]
gcc/testsuite/gcc.target/aarch64/sve2/pr122069_2.c [new file with mode: 0644]

index 69a376706facaa5f0dd5032fa30cb9298d222568..a05ad56aac3038c5a7895510dc833b8965488bc9 100644 (file)
   [(set_attr "sve_type" "sve_int_general")]
 )
 
+;; Define single step widening for widen_ssum using SADDWB and SADDWT
+(define_expand "widen_ssum<mode><Vnarrow>3"
+  [(set (match_operand:SVE_FULL_HSDI 0 "register_operand")
+       (unspec:SVE_FULL_HSDI
+         [(match_operand:SVE_FULL_HSDI 2 "register_operand")
+          (match_operand:<VNARROW> 1 "register_operand")]
+         UNSPEC_SADDWB))
+   (set (match_dup 0)
+       (unspec:SVE_FULL_HSDI
+         [(match_dup 0)
+          (match_dup 1)]
+         UNSPEC_SADDWT))]
+  "TARGET_SVE2"
+)
+
+;; Define single step widening for widen_usum using UADDWB and UADDWT
+(define_expand "widen_usum<mode><Vnarrow>3"
+  [(set (match_operand:SVE_FULL_HSDI 0 "register_operand" "=w")
+       (unspec:SVE_FULL_HSDI
+         [(match_operand:SVE_FULL_HSDI 2 "register_operand" "w")
+          (match_operand:<VNARROW> 1 "register_operand" "w")]
+         UNSPEC_UADDWB))
+   (set (match_dup 0)
+       (unspec:SVE_FULL_HSDI
+         [(match_dup 0)
+          (match_dup 1)]
+         UNSPEC_UADDWT))]
+  "TARGET_SVE2"
+)
+
 ;; -------------------------------------------------------------------------
 ;; ---- [INT] Long binary arithmetic
 ;; -------------------------------------------------------------------------
index 61ca4990b94170f016a9f50e3505c8cfb24df9be..3757998c0ea9831b526a5bbc8568933fc05ed5d4 100644 (file)
                           (VNx2DI "VNx4SI") (VNx2DF "VNx4SF")
                           (VNx8SI "VNx8HI") (VNx16SI "VNx16QI")
                           (VNx8DI "VNx8HI")])
+(define_mode_attr Vnarrow [(VNx8HI "vnx16qi")
+                          (VNx4SI "vnx8hi") (VNx4SF "vnx8hf")
+                          (VNx2DI "vnx4si") (VNx2DF "vnx4sf")
+                          (VNx8SI "vnx8hi") (VNx16SI "vnx16qi")
+                          (VNx8DI "vnx8hi")])
 
 ;; Suffix mapping Advanced SIMD modes to be expanded as SVE instructions.
 (define_mode_attr sve_di_suf [(VNx16QI "") (VNx8HI "") (VNx4SI "") (VNx2DI "")
diff --git a/gcc/testsuite/gcc.target/aarch64/sve2/pr122069_1.c b/gcc/testsuite/gcc.target/aarch64/sve2/pr122069_1.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..6a34707
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,41 @@
+/* { dg-do compile } */
+/* { dg-options "-O3 -march=armv8-a+sve2 -mautovec-preference=sve-only --param vect-epilogues-nomask=0 -fno-schedule-insns -fno-reorder-blocks -fno-schedule-insns2 -fdump-tree-vect-details" }*/
+/* { dg-final { check-function-bodies "**" "" } } */
+
+inline char char_abs(char i) {
+  return (i < 0 ? -i : i);
+}
+
+/*
+** foo_int:
+**     ...
+**     sub     z[0-9]+.b, z[0-9]+.b, z[0-9]+.b
+**     udot    z[0-9]+.s, z[0-9]+.b, z[0-9]+.b
+**     ...
+*/
+int foo_int(unsigned char *x, unsigned char * restrict y) {
+  int sum = 0;
+  for (int i = 0; i < 8000; i++)
+     sum += char_abs(x[i] - y[i]);
+  return sum;
+}
+
+/* 
+** foo2_int:
+**     ...
+**     add     z[0-9]+.h, z[0-9]+.h, z[0-9]+.h
+**     uaddwb  z[0-9]+.s, z[0-9]+.s, z[0-9]+.h
+**     uaddwt  z[0-9]+.s, z[0-9]+.s, z[0-9]+.h
+**     ...
+*/
+int foo2_int(unsigned short *x, unsigned short * restrict y) {
+  int sum = 0;
+  for (int i = 0; i < 8000; i++)
+    {
+      x[i] = x[i] + y[i];
+      sum += x[i];
+    }
+  return sum;
+}
+
+/* { dg-final { scan-tree-dump-times "LOOP VECTORIZED" 2 "vect" } } */
diff --git a/gcc/testsuite/gcc.target/aarch64/sve2/pr122069_2.c b/gcc/testsuite/gcc.target/aarch64/sve2/pr122069_2.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..95f8317
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,81 @@
+/* { dg-do run } */
+/* { dg-require-effective-target aarch64_sve2_hw }  */
+/* { dg-options "-O3 -march=armv8-a+sve2 -mautovec-preference=sve-only -fdump-tree-vect-details" }*/
+
+inline char char_abs(char i) {
+  return (i < 0 ? -i : i);
+}
+
+__attribute__((noipa))
+int foo_int(unsigned char *x, unsigned char * restrict y) {
+  int sum = 0;
+  for (int i = 0; i < 100; i++)
+     sum += char_abs(x[i] - y[i]);
+  return sum;
+}
+
+__attribute__((noipa))
+int foo2_int(unsigned short *x, unsigned short * restrict y,
+            unsigned short * restrict z) {
+  int sum = 0;
+  for (int i = 0; i < 100; i++)
+    {
+      z[i] = x[i] + y[i];
+      sum += z[i];
+    }
+  return sum;
+}
+
+__attribute__((noipa))
+int foo_int2(unsigned char *x, unsigned char * restrict y) {
+  int sum = 0;
+#pragma GCC novector
+  for (int i = 0; i < 100; i++)
+     sum += char_abs(x[i] - y[i]);
+  return sum;
+}
+
+__attribute__((noipa))
+int foo2_int2(unsigned short *x, unsigned short * restrict y,
+             unsigned short * restrict z) {
+  int sum = 0;
+#pragma GCC novector
+  for (int i = 0; i < 100; i++)
+    {
+      z[i] = x[i] + y[i];
+      sum += z[i];
+    }
+  return sum;
+}
+
+int main ()
+{
+  unsigned short a[100];
+  unsigned short b[100];
+  unsigned short r1[100];
+  unsigned short r2[100];
+  unsigned char c[100];
+  unsigned char d[100];
+#pragma GCC novector
+  for (int i = 0; i < 100; i++)
+    {
+      a[i] = c[i] = i;
+      b[i] = d[i] = 100 - i;
+    }
+
+  if (foo_int (c, d) != foo_int2 (c, d))
+    __builtin_abort();
+
+
+  if (foo2_int (a, b, r1) != foo2_int2 (a, b, r2))
+    __builtin_abort();
+
+#pragma GCC novector
+  for (int i = 0; i < 100; i++)
+    if (r1[i] != r2[i])
+      __builtin_abort ();
+
+  return 0;
+}
+
+/* { dg-final { scan-tree-dump-times "LOOP VECTORIZED" 2 "vect" } } */
\ No newline at end of file