i386: prefer vpermilpd over vpermpd [PR93395]
authorJakub Jelinek <jakub@redhat.com>
Fri, 24 Jan 2020 21:49:51 +0000 (22:49 +0100)
committerJakub Jelinek <jakub@redhat.com>
Fri, 24 Jan 2020 21:49:51 +0000 (22:49 +0100)
In Agner Fog's tables, vpermilp[sd] with immediates seem to be
much faster than vpermpd with immediate, for a good reason,
the former only permute something within the lanes and don't do anything
intra-lane, while vpermpd can.  So, functionality-wise, vpermilpd
is more efficient subset of vpermpd.  We use the same RTL for those
though (and also for certain broadcast).

Now, the problem was that the vpermpd pattern appeared first in sse.md,
followed by the broadcast patterns, followed by the vpermilp[sd].
Which means unless -mavx -mno-avx2, we'd emit vpermpd instead of the
more efficient alternatives.

The following patch reorders them, so that vpermpd comes last, if we
can match a broadcast, we do, if we can match a vpermilp[sd] that is not a
broadcast, we will, otherwise fall back (of course only if -mavx2) to
vpermpd.

2020-01-24  Jakub Jelinek  <jakub@redhat.com>

PR target/93395
* config/i386/sse.md (*avx_vperm_broadcast_v4sf,
*avx_vperm_broadcast_<mode>,
<sse2_avx_avx512f>_vpermil<mode><mask_name>,
*<sse2_avx_avx512f>_vpermilp<mode><mask_name>):
Move before avx2_perm<mode>/avx512f_perm<mode>.

* gcc.target/i386/pr93395.c: New test.
* gcc.target/i386/avx512vl-vpermilpdi-1.c: Remove xfail.

gcc/ChangeLog
gcc/config/i386/sse.md
gcc/testsuite/ChangeLog
gcc/testsuite/gcc.target/i386/avx512vl-vpermilpdi-1.c
gcc/testsuite/gcc.target/i386/pr93395.c [new file with mode: 0644]

index 4061bd0b998b475def5538b61cfe086921007059..b1b4632630620b2f3031ebd7e32aa3dbc4205fa8 100644 (file)
@@ -1,5 +1,12 @@
 2020-01-24  Jakub Jelinek  <jakub@redhat.com>
 
+       PR target/93395
+       * config/i386/sse.md (*avx_vperm_broadcast_v4sf,
+       *avx_vperm_broadcast_<mode>,
+       <sse2_avx_avx512f>_vpermil<mode><mask_name>,
+       *<sse2_avx_avx512f>_vpermilp<mode><mask_name>):
+       Move before avx2_perm<mode>/avx512f_perm<mode>.
+
        PR target/93376
        * simplify-rtx.c (simplify_const_unary_operation,
        simplify_const_binary_operation): Punt for mode precision above
index b8d41b7ed545b4d1d3fadc49d52f0bc6e87f6896..f2f4a4e15159a1f07885c92bcbefa6671aaf67ce 100644 (file)
    (set_attr "prefix" "<mask_prefix2>")
    (set_attr "mode" "<sseinsnmode>")])
 
+;; Recognize broadcast as a vec_select as produced by builtin_vec_perm.
+;; If it so happens that the input is in memory, use vbroadcast.
+;; Otherwise use vpermilp (and in the case of 256-bit modes, vperm2f128).
+(define_insn "*avx_vperm_broadcast_v4sf"
+  [(set (match_operand:V4SF 0 "register_operand" "=v,v,v")
+       (vec_select:V4SF
+         (match_operand:V4SF 1 "nonimmediate_operand" "m,o,v")
+         (match_parallel 2 "avx_vbroadcast_operand"
+           [(match_operand 3 "const_int_operand" "C,n,n")])))]
+  "TARGET_AVX"
+{
+  int elt = INTVAL (operands[3]);
+  switch (which_alternative)
+    {
+    case 0:
+    case 1:
+      operands[1] = adjust_address_nv (operands[1], SFmode, elt * 4);
+      return "vbroadcastss\t{%1, %0|%0, %k1}";
+    case 2:
+      operands[2] = GEN_INT (elt * 0x55);
+      return "vpermilps\t{%2, %1, %0|%0, %1, %2}";
+    default:
+      gcc_unreachable ();
+    }
+}
+  [(set_attr "type" "ssemov,ssemov,sselog1")
+   (set_attr "prefix_extra" "1")
+   (set_attr "length_immediate" "0,0,1")
+   (set_attr "prefix" "maybe_evex")
+   (set_attr "mode" "SF,SF,V4SF")])
+
+(define_insn_and_split "*avx_vperm_broadcast_<mode>"
+  [(set (match_operand:VF_256 0 "register_operand" "=v,v,v")
+       (vec_select:VF_256
+         (match_operand:VF_256 1 "nonimmediate_operand" "m,o,?v")
+         (match_parallel 2 "avx_vbroadcast_operand"
+           [(match_operand 3 "const_int_operand" "C,n,n")])))]
+  "TARGET_AVX"
+  "#"
+  "&& reload_completed && (<MODE>mode != V4DFmode || !TARGET_AVX2)"
+  [(set (match_dup 0) (vec_duplicate:VF_256 (match_dup 1)))]
+{
+  rtx op0 = operands[0], op1 = operands[1];
+  int elt = INTVAL (operands[3]);
+
+  if (REG_P (op1))
+    {
+      int mask;
+
+      if (TARGET_AVX2 && elt == 0)
+       {
+         emit_insn (gen_vec_dup<mode> (op0, gen_lowpart (<ssescalarmode>mode,
+                                                         op1)));
+         DONE;
+       }
+
+      /* Shuffle element we care about into all elements of the 128-bit lane.
+        The other lane gets shuffled too, but we don't care.  */
+      if (<MODE>mode == V4DFmode)
+       mask = (elt & 1 ? 15 : 0);
+      else
+       mask = (elt & 3) * 0x55;
+      emit_insn (gen_avx_vpermil<mode> (op0, op1, GEN_INT (mask)));
+
+      /* Shuffle the lane we care about into both lanes of the dest.  */
+      mask = (elt / (<ssescalarnum> / 2)) * 0x11;
+      if (EXT_REX_SSE_REG_P (op0))
+       {
+         /* There is no EVEX VPERM2F128, but we can use either VBROADCASTSS
+            or VSHUFF128.  */
+         gcc_assert (<MODE>mode == V8SFmode);
+         if ((mask & 1) == 0)
+           emit_insn (gen_avx2_vec_dupv8sf (op0,
+                                            gen_lowpart (V4SFmode, op0)));
+         else
+           emit_insn (gen_avx512vl_shuf_f32x4_1 (op0, op0, op0,
+                                                 GEN_INT (4), GEN_INT (5),
+                                                 GEN_INT (6), GEN_INT (7),
+                                                 GEN_INT (12), GEN_INT (13),
+                                                 GEN_INT (14), GEN_INT (15)));
+         DONE;
+       }
+
+      emit_insn (gen_avx_vperm2f128<mode>3 (op0, op0, op0, GEN_INT (mask)));
+      DONE;
+    }
+
+  operands[1] = adjust_address (op1, <ssescalarmode>mode,
+                               elt * GET_MODE_SIZE (<ssescalarmode>mode));
+})
+
+(define_expand "<sse2_avx_avx512f>_vpermil<mode><mask_name>"
+  [(set (match_operand:VF2 0 "register_operand")
+       (vec_select:VF2
+         (match_operand:VF2 1 "nonimmediate_operand")
+         (match_operand:SI 2 "const_0_to_255_operand")))]
+  "TARGET_AVX && <mask_mode512bit_condition>"
+{
+  int mask = INTVAL (operands[2]);
+  rtx perm[<ssescalarnum>];
+
+  int i;
+  for (i = 0; i < <ssescalarnum>; i = i + 2)
+    {
+      perm[i]     = GEN_INT (((mask >> i)       & 1) + i);
+      perm[i + 1] = GEN_INT (((mask >> (i + 1)) & 1) + i);
+    }
+
+  operands[2]
+    = gen_rtx_PARALLEL (VOIDmode, gen_rtvec_v (<ssescalarnum>, perm));
+})
+
+(define_expand "<sse2_avx_avx512f>_vpermil<mode><mask_name>"
+  [(set (match_operand:VF1 0 "register_operand")
+       (vec_select:VF1
+         (match_operand:VF1 1 "nonimmediate_operand")
+         (match_operand:SI 2 "const_0_to_255_operand")))]
+  "TARGET_AVX && <mask_mode512bit_condition>"
+{
+  int mask = INTVAL (operands[2]);
+  rtx perm[<ssescalarnum>];
+
+  int i;
+  for (i = 0; i < <ssescalarnum>; i = i + 4)
+    {
+      perm[i]     = GEN_INT (((mask >> 0) & 3) + i);
+      perm[i + 1] = GEN_INT (((mask >> 2) & 3) + i);
+      perm[i + 2] = GEN_INT (((mask >> 4) & 3) + i);
+      perm[i + 3] = GEN_INT (((mask >> 6) & 3) + i);
+    }
+
+  operands[2]
+    = gen_rtx_PARALLEL (VOIDmode, gen_rtvec_v (<ssescalarnum>, perm));
+})
+
+;; This pattern needs to come before the avx2_perm*/avx512f_perm*
+;; patterns, as they have the same RTL representation (vpermilp*
+;; being a subset of what vpermp* can do), but vpermilp* has shorter
+;; latency as it never crosses lanes.
+(define_insn "*<sse2_avx_avx512f>_vpermilp<mode><mask_name>"
+  [(set (match_operand:VF 0 "register_operand" "=v")
+       (vec_select:VF
+         (match_operand:VF 1 "nonimmediate_operand" "vm")
+         (match_parallel 2 ""
+           [(match_operand 3 "const_int_operand")])))]
+  "TARGET_AVX && <mask_mode512bit_condition>
+   && avx_vpermilp_parallel (operands[2], <MODE>mode)"
+{
+  int mask = avx_vpermilp_parallel (operands[2], <MODE>mode) - 1;
+  operands[2] = GEN_INT (mask);
+  return "vpermil<ssemodesuffix>\t{%2, %1, %0<mask_operand4>|%0<mask_operand4>, %1, %2}";
+}
+  [(set_attr "type" "sselog")
+   (set_attr "prefix_extra" "1")
+   (set_attr "length_immediate" "1")
+   (set_attr "prefix" "<mask_prefix>")
+   (set_attr "mode" "<sseinsnmode>")])
+
 (define_expand "avx2_perm<mode>"
   [(match_operand:VI8F_256 0 "register_operand")
    (match_operand:VI8F_256 1 "nonimmediate_operand")
    (set_attr "prefix" "evex")
    (set_attr "mode" "XI")])
 
-;; Recognize broadcast as a vec_select as produced by builtin_vec_perm.
-;; If it so happens that the input is in memory, use vbroadcast.
-;; Otherwise use vpermilp (and in the case of 256-bit modes, vperm2f128).
-(define_insn "*avx_vperm_broadcast_v4sf"
-  [(set (match_operand:V4SF 0 "register_operand" "=v,v,v")
-       (vec_select:V4SF
-         (match_operand:V4SF 1 "nonimmediate_operand" "m,o,v")
-         (match_parallel 2 "avx_vbroadcast_operand"
-           [(match_operand 3 "const_int_operand" "C,n,n")])))]
-  "TARGET_AVX"
-{
-  int elt = INTVAL (operands[3]);
-  switch (which_alternative)
-    {
-    case 0:
-    case 1:
-      operands[1] = adjust_address_nv (operands[1], SFmode, elt * 4);
-      return "vbroadcastss\t{%1, %0|%0, %k1}";
-    case 2:
-      operands[2] = GEN_INT (elt * 0x55);
-      return "vpermilps\t{%2, %1, %0|%0, %1, %2}";
-    default:
-      gcc_unreachable ();
-    }
-}
-  [(set_attr "type" "ssemov,ssemov,sselog1")
-   (set_attr "prefix_extra" "1")
-   (set_attr "length_immediate" "0,0,1")
-   (set_attr "prefix" "maybe_evex")
-   (set_attr "mode" "SF,SF,V4SF")])
-
-(define_insn_and_split "*avx_vperm_broadcast_<mode>"
-  [(set (match_operand:VF_256 0 "register_operand" "=v,v,v")
-       (vec_select:VF_256
-         (match_operand:VF_256 1 "nonimmediate_operand" "m,o,?v")
-         (match_parallel 2 "avx_vbroadcast_operand"
-           [(match_operand 3 "const_int_operand" "C,n,n")])))]
-  "TARGET_AVX"
-  "#"
-  "&& reload_completed && (<MODE>mode != V4DFmode || !TARGET_AVX2)"
-  [(set (match_dup 0) (vec_duplicate:VF_256 (match_dup 1)))]
-{
-  rtx op0 = operands[0], op1 = operands[1];
-  int elt = INTVAL (operands[3]);
-
-  if (REG_P (op1))
-    {
-      int mask;
-
-      if (TARGET_AVX2 && elt == 0)
-       {
-         emit_insn (gen_vec_dup<mode> (op0, gen_lowpart (<ssescalarmode>mode,
-                                                         op1)));
-         DONE;
-       }
-
-      /* Shuffle element we care about into all elements of the 128-bit lane.
-        The other lane gets shuffled too, but we don't care.  */
-      if (<MODE>mode == V4DFmode)
-       mask = (elt & 1 ? 15 : 0);
-      else
-       mask = (elt & 3) * 0x55;
-      emit_insn (gen_avx_vpermil<mode> (op0, op1, GEN_INT (mask)));
-
-      /* Shuffle the lane we care about into both lanes of the dest.  */
-      mask = (elt / (<ssescalarnum> / 2)) * 0x11;
-      if (EXT_REX_SSE_REG_P (op0))
-       {
-         /* There is no EVEX VPERM2F128, but we can use either VBROADCASTSS
-            or VSHUFF128.  */
-         gcc_assert (<MODE>mode == V8SFmode);
-         if ((mask & 1) == 0)
-           emit_insn (gen_avx2_vec_dupv8sf (op0,
-                                            gen_lowpart (V4SFmode, op0)));
-         else
-           emit_insn (gen_avx512vl_shuf_f32x4_1 (op0, op0, op0,
-                                                 GEN_INT (4), GEN_INT (5),
-                                                 GEN_INT (6), GEN_INT (7),
-                                                 GEN_INT (12), GEN_INT (13),
-                                                 GEN_INT (14), GEN_INT (15)));
-         DONE;
-       }
-
-      emit_insn (gen_avx_vperm2f128<mode>3 (op0, op0, op0, GEN_INT (mask)));
-      DONE;
-    }
-
-  operands[1] = adjust_address (op1, <ssescalarmode>mode,
-                               elt * GET_MODE_SIZE (<ssescalarmode>mode));
-})
-
-(define_expand "<sse2_avx_avx512f>_vpermil<mode><mask_name>"
-  [(set (match_operand:VF2 0 "register_operand")
-       (vec_select:VF2
-         (match_operand:VF2 1 "nonimmediate_operand")
-         (match_operand:SI 2 "const_0_to_255_operand")))]
-  "TARGET_AVX && <mask_mode512bit_condition>"
-{
-  int mask = INTVAL (operands[2]);
-  rtx perm[<ssescalarnum>];
-
-  int i;
-  for (i = 0; i < <ssescalarnum>; i = i + 2)
-    {
-      perm[i]     = GEN_INT (((mask >> i)       & 1) + i);
-      perm[i + 1] = GEN_INT (((mask >> (i + 1)) & 1) + i);
-    }
-
-  operands[2]
-    = gen_rtx_PARALLEL (VOIDmode, gen_rtvec_v (<ssescalarnum>, perm));
-})
-
-(define_expand "<sse2_avx_avx512f>_vpermil<mode><mask_name>"
-  [(set (match_operand:VF1 0 "register_operand")
-       (vec_select:VF1
-         (match_operand:VF1 1 "nonimmediate_operand")
-         (match_operand:SI 2 "const_0_to_255_operand")))]
-  "TARGET_AVX && <mask_mode512bit_condition>"
-{
-  int mask = INTVAL (operands[2]);
-  rtx perm[<ssescalarnum>];
-
-  int i;
-  for (i = 0; i < <ssescalarnum>; i = i + 4)
-    {
-      perm[i]     = GEN_INT (((mask >> 0) & 3) + i);
-      perm[i + 1] = GEN_INT (((mask >> 2) & 3) + i);
-      perm[i + 2] = GEN_INT (((mask >> 4) & 3) + i);
-      perm[i + 3] = GEN_INT (((mask >> 6) & 3) + i);
-    }
-
-  operands[2]
-    = gen_rtx_PARALLEL (VOIDmode, gen_rtvec_v (<ssescalarnum>, perm));
-})
-
-(define_insn "*<sse2_avx_avx512f>_vpermilp<mode><mask_name>"
-  [(set (match_operand:VF 0 "register_operand" "=v")
-       (vec_select:VF
-         (match_operand:VF 1 "nonimmediate_operand" "vm")
-         (match_parallel 2 ""
-           [(match_operand 3 "const_int_operand")])))]
-  "TARGET_AVX && <mask_mode512bit_condition>
-   && avx_vpermilp_parallel (operands[2], <MODE>mode)"
-{
-  int mask = avx_vpermilp_parallel (operands[2], <MODE>mode) - 1;
-  operands[2] = GEN_INT (mask);
-  return "vpermil<ssemodesuffix>\t{%2, %1, %0<mask_operand4>|%0<mask_operand4>, %1, %2}";
-}
-  [(set_attr "type" "sselog")
-   (set_attr "prefix_extra" "1")
-   (set_attr "length_immediate" "1")
-   (set_attr "prefix" "<mask_prefix>")
-   (set_attr "mode" "<sseinsnmode>")])
-
 (define_insn "<sse2_avx_avx512f>_vpermilvar<mode>3<mask_name>"
   [(set (match_operand:VF 0 "register_operand" "=v")
        (unspec:VF
index d1213ccd44f3aa652a5bb5971dc5af12b005a522..1fc95b334a84aa377b8498c6145af54c8d7250bc 100644 (file)
@@ -1,3 +1,9 @@
+2020-01-24  Jakub Jelinek  <jakub@redhat.com>
+
+       PR target/93395
+       * gcc.target/i386/pr93395.c: New test.
+       * gcc.target/i386/avx512vl-vpermilpdi-1.c: Remove xfail.
+
 2020-01-24  Marek Polacek  <polacek@redhat.com>
 
        PR c++/93299 - ICE in tsubst_copy with parenthesized expression.
index b4c8c111a17a234185663245372bc441cadac247..cbbec3a1849710ad273d9781c576d31f537c6e3e 100644 (file)
@@ -1,7 +1,7 @@
 /* { dg-do compile } */
 /* { dg-options "-mavx512vl -O2" } */
-/* { dg-final { scan-assembler-times "vpermilpd\[ \\t\]+\[^\{\n\]*13\[^\n\]*%ymm\[0-9\]+\{%k\[1-7\]\}(?:\n|\[ \\t\]+#)" 1 { xfail *-*-* } } } */
-/* { dg-final { scan-assembler-times "vpermilpd\[ \\t\]+\[^\{\n\]*13\[^\n\]*%ymm\[0-9\]+\{%k\[1-7\]\}\{z\}(?:\n|\[ \\t\]+#)" 1 { xfail *-*-* } } } */
+/* { dg-final { scan-assembler-times "vpermilpd\[ \\t\]+\[^\{\n\]*13\[^\n\]*%ymm\[0-9\]+\{%k\[1-7\]\}(?:\n|\[ \\t\]+#)" 1 } } */
+/* { dg-final { scan-assembler-times "vpermilpd\[ \\t\]+\[^\{\n\]*13\[^\n\]*%ymm\[0-9\]+\{%k\[1-7\]\}\{z\}(?:\n|\[ \\t\]+#)" 1 } } */
 /* { dg-final { scan-assembler-times "vpermilpd\[ \\t\]+\[^\{\n\]*3\[^\n\]*%xmm\[0-9\]+\{%k\[1-7\]\}(?:\n|\[ \\t\]+#)" 1 } } */
 /* { dg-final { scan-assembler-times "vpermilpd\[ \\t\]+\[^\{\n\]*3\[^\n\]*%xmm\[0-9\]+\{%k\[1-7\]\}\{z\}(?:\n|\[ \\t\]+#)" 1 } } */
 
diff --git a/gcc/testsuite/gcc.target/i386/pr93395.c b/gcc/testsuite/gcc.target/i386/pr93395.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..bdc3a55
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,44 @@
+/* PR target/93395 */
+/* { dg-do compile } */
+/* { dg-options "-O2 -mavx512f -masm=att" } */
+/* { dg-final { scan-assembler-times "vpermilpd\t.5, %ymm" 3 } } */
+/* { dg-final { scan-assembler-times "vpermilpd\t.85, %zmm" 3 } } */
+/* { dg-final { scan-assembler-not "vpermpd\t" } } */
+
+#include <immintrin.h>
+
+__m256d
+foo1 (__m256d a)
+{
+  return _mm256_permute4x64_pd (a, 177);
+}
+
+__m256d
+foo2 (__m256d a)
+{
+  return _mm256_permute_pd (a, 5);
+}
+
+__m256d
+foo3 (__m256d a)
+{
+  return __builtin_shuffle (a, (__v4di) { 1, 0, 3, 2 });
+}
+
+__m512d
+foo4 (__m512d a)
+{
+  return _mm512_permutex_pd (a, 177);
+}
+
+__m512d
+foo5 (__m512d a)
+{
+  return _mm512_permute_pd (a, 85);
+}
+
+__m512d
+foo6 (__m512d a)
+{
+  return __builtin_shuffle (a, (__v8di) { 1, 0, 3, 2, 5, 4, 7, 6 });
+}