[Aarch64][SVE] Dot product support
authorAlejandro Martinez <alejandro.martinezvicente@arm.com>
Thu, 2 May 2019 09:58:00 +0000 (09:58 +0000)
committerAlejandro Martinez <alejandro@gcc.gnu.org>
Thu, 2 May 2019 09:58:00 +0000 (09:58 +0000)
commit9feeafd7f95ea9f7211908c137c60074b3a52da2
treea7afe6148066fd48b611f16c45c07b16a7ca6eee
parentcc2a672a60ff7476b3e4751ba41cb77c7fc85b09
[Aarch64][SVE] Dot product support

This patch does two things. For the general vectoriser, it adds support to
perform fully masked reductions over expressions that don't support masking.
This is achieved by using VEC_COND_EXPR where possible.  At the moment this is
implemented for DOT_PROD_EXPR only, but the framework is there to extend it to
other expressions.

Related to that, this patch adds support to vectorize dot product using SVE.  It
also uses the new functionality to ensure that the resulting loop is masked.

Given this input code:

uint32_t
dotprod (uint8_t *restrict x, uint8_t *restrict y, int n)
{
  uint32_t sum = 0;

  for (int i = 0; i < n; i++)
    {
      sum += x[i] * y[i];
    }

  return sum;
}

The resulting SVE code is:

0000000000000000 <dotprod>:
   0: 7100005f  cmp w2, #0x0
   4: 5400024d  b.le 4c <dotprod+0x4c>
   8: d2800003  mov x3, #0x0                    // #0
   c: 93407c42  sxtw x2, w2
  10: 2538c001  mov z1.b, #0
  14: 25221fe0  whilelo p0.b, xzr, x2
  18: 2538c003  mov z3.b, #0
  1c: d503201f  nop
  20: a4034002  ld1b {z2.b}, p0/z, [x0, x3]
  24: a4034020  ld1b {z0.b}, p0/z, [x1, x3]
  28: 0430e3e3  incb x3
  2c: 0523c000  sel z0.b, p0, z0.b, z3.b
  30: 25221c60  whilelo p0.b, x3, x2
  34: 44820401  udot z1.s, z0.b, z2.b
  38: 54ffff41  b.ne 20 <dotprod+0x20>  // b.any
  3c: 2598e3e0  ptrue p0.s
  40: 04812021  uaddv d1, p0, z1.s
  44: 1e260020  fmov w0, s1
  48: d65f03c0  ret
  4c: 1e2703e1  fmov s1, wzr
  50: 1e260020  fmov w0, s1
  54: d65f03c0  ret

Notice how udot is used inside a fully masked loop.

I tested this patch in an aarch64 machine bootstrapping the compiler and
running the checks.
gcc/Changelog:

2019-05-02  Alejandro Martinez  <alejandro.martinezvicente@arm.com>

* config/aarch64/aarch64-sve.md (<sur>dot_prod<vsi2qi>): Taken from SVE
ACLE branch.
* config/aarch64/iterators.md: Copied Vetype_fourth, VSI2QI and vsi2qi from
SVE ACLE branch.
* tree-vect-loop.c (use_mask_by_cond_expr_p): New function to check if a
VEC_COND_EXPR be inserted to emulate a conditional internal function.
(build_vect_cond_expr): Emit the VEC_COND_EXPR.
(vectorizable_reduction): Use the functions above to vectorize in a
fully masked loop codes that don't have a conditional internal
function.

gcc/testsuite/Changelog:

2019-05-02  Alejandro Martinez  <alejandro.martinezvicente@arm.com>

* gcc.target/aarch64/sve/dot_1.c: New test for dot product.

From-SVN: r270790
gcc/ChangeLog
gcc/config/aarch64/aarch64-sve.md
gcc/config/aarch64/iterators.md
gcc/testsuite/ChangeLog
gcc/testsuite/gcc.target/aarch64/sve/dot_1.c [new file with mode: 0644]
gcc/tree-vect-loop.c