1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
|
; RUN: llc -mtriple=aarch64-linux-gnu -mattr=+sme2 -aarch64-new-sme-abi < %s | FileCheck %s
; This test case was generated by lowering mlir/test/Integration/Dialect/Linalg/CPU/ArmSME/matmul.mlir to LLVM IR.
; The actual contents of the function are not that important. The main interesting quality here is that many blocks
; don't directly use ZA. The only blocks that require ZA are the MOPA (and load/stores) in the inner loop, and the
;`printMemrefF32()` call in the exit block.
;
; If ZA states are not propagated in the MachineSMEABIPass block %48 (which is within the outer loop), will
; have an edge to block %226 (the exit block), which requires ZA in the "saved" state, and an edge to block %51
; (which has no preference on ZA state). This means block %48 will also end up in the locally saved state.
; This is not really what we want, as it means we will save/restore ZA in the outer loop. We can fix this by
; propagating the "active" state from the inner loop through basic blocks with no preference, to ensure the outer
; loop is in the "active" state too.
;
; If done correctly, the only ZA save/restore should be in the exit block (with all other blocks in the active state).
define void @matmul(ptr %0, ptr %1, i64 %2, i64 %3, i64 %4, i64 %5, i64 %6, ptr %7, ptr %8, i64 %9, i64 %10, i64 %11, i64 %12, i64 %13, ptr %14, ptr %15, i64 %16, i64 %17, i64 %18, i64 %19, i64 %20) #0 {
; Check for a ZA zero in the entry block, then no uses of TPIDR2_EL0 (for ZA saves/restore)
; until the exit block (which contains the call to printMemrefF32).
;
; CHECK-LABEL: matmul:
; CHECK: zero {za}
; CHECK-NOT: TPIDR2_EL0
; CHECK: msr TPIDR2_EL0, x{{.*}}
; CHECK-NOT: .LBB{{.*}}
; CHECK: bl printMemrefF32
%22 = insertvalue { ptr, ptr, i64, [2 x i64], [2 x i64] } poison, ptr %14, 0
%23 = insertvalue { ptr, ptr, i64, [2 x i64], [2 x i64] } %22, ptr %15, 1
%24 = insertvalue { ptr, ptr, i64, [2 x i64], [2 x i64] } %23, i64 %16, 2
%25 = insertvalue { ptr, ptr, i64, [2 x i64], [2 x i64] } %24, i64 %17, 3, 0
%26 = insertvalue { ptr, ptr, i64, [2 x i64], [2 x i64] } %25, i64 %19, 4, 0
%27 = insertvalue { ptr, ptr, i64, [2 x i64], [2 x i64] } %26, i64 %18, 3, 1
%28 = insertvalue { ptr, ptr, i64, [2 x i64], [2 x i64] } %27, i64 %20, 4, 1
%29 = insertvalue { ptr, ptr, i64, [2 x i64], [2 x i64] } poison, ptr %7, 0
%30 = insertvalue { ptr, ptr, i64, [2 x i64], [2 x i64] } %29, ptr %8, 1
%31 = insertvalue { ptr, ptr, i64, [2 x i64], [2 x i64] } %30, i64 %9, 2
%32 = insertvalue { ptr, ptr, i64, [2 x i64], [2 x i64] } %31, i64 %10, 3, 0
%33 = insertvalue { ptr, ptr, i64, [2 x i64], [2 x i64] } %32, i64 %12, 4, 0
%34 = insertvalue { ptr, ptr, i64, [2 x i64], [2 x i64] } %33, i64 %11, 3, 1
%35 = insertvalue { ptr, ptr, i64, [2 x i64], [2 x i64] } %34, i64 %13, 4, 1
%36 = insertvalue { ptr, ptr, i64, [2 x i64], [2 x i64] } poison, ptr %0, 0
%37 = insertvalue { ptr, ptr, i64, [2 x i64], [2 x i64] } %36, ptr %1, 1
%38 = insertvalue { ptr, ptr, i64, [2 x i64], [2 x i64] } %37, i64 %2, 2
%39 = insertvalue { ptr, ptr, i64, [2 x i64], [2 x i64] } %38, i64 %3, 3, 0
%40 = insertvalue { ptr, ptr, i64, [2 x i64], [2 x i64] } %39, i64 %5, 4, 0
%41 = insertvalue { ptr, ptr, i64, [2 x i64], [2 x i64] } %40, i64 %4, 3, 1
%42 = insertvalue { ptr, ptr, i64, [2 x i64], [2 x i64] } %41, i64 %6, 4, 1
%43 = extractvalue { ptr, ptr, i64, [2 x i64], [2 x i64] } %42, 3, 0
%44 = extractvalue { ptr, ptr, i64, [2 x i64], [2 x i64] } %42, 3, 1
%45 = extractvalue { ptr, ptr, i64, [2 x i64], [2 x i64] } %35, 3, 1
%46 = call i64 @llvm.vscale.i64()
%47 = mul i64 %46, 4
br label %48
48: ; preds = %224, %21
%49 = phi i64 [ %225, %224 ], [ 0, %21 ]
%50 = icmp slt i64 %49, %43
br i1 %50, label %51, label %226
51: ; preds = %48
%52 = sub i64 %43, %49
%53 = call i64 @llvm.smin.i64(i64 %47, i64 %52)
%54 = call <vscale x 4 x i32> @llvm.stepvector.nxv4i32()
%55 = trunc i64 %53 to i32
%56 = insertelement <vscale x 4 x i32> poison, i32 %55, i32 0
%57 = shufflevector <vscale x 4 x i32> %56, <vscale x 4 x i32> poison, <vscale x 4 x i32> zeroinitializer
%58 = icmp slt <vscale x 4 x i32> %54, %57
br label %59
59: ; preds = %222, %51
%60 = phi i64 [ %223, %222 ], [ 0, %51 ]
%61 = icmp slt i64 %60, %45
br i1 %61, label %62, label %224
62: ; preds = %59
%63 = sub i64 %45, %60
%64 = call i64 @llvm.smin.i64(i64 %47, i64 %63)
%65 = extractvalue { ptr, ptr, i64, [2 x i64], [2 x i64] } %28, 0
%66 = extractvalue { ptr, ptr, i64, [2 x i64], [2 x i64] } %28, 1
%67 = insertvalue { ptr, ptr, i64 } poison, ptr %65, 0
%68 = insertvalue { ptr, ptr, i64 } %67, ptr %66, 1
%69 = insertvalue { ptr, ptr, i64 } %68, i64 0, 2
%70 = extractvalue { ptr, ptr, i64, [2 x i64], [2 x i64] } %28, 2
%71 = extractvalue { ptr, ptr, i64, [2 x i64], [2 x i64] } %28, 3, 0
%72 = extractvalue { ptr, ptr, i64, [2 x i64], [2 x i64] } %28, 3, 1
%73 = extractvalue { ptr, ptr, i64, [2 x i64], [2 x i64] } %28, 4, 0
%74 = extractvalue { ptr, ptr, i64, [2 x i64], [2 x i64] } %28, 4, 1
%75 = mul nsw i64 %49, %73
%76 = add i64 %70, %75
%77 = mul nsw i64 %60, %74
%78 = add i64 %76, %77
%79 = extractvalue { ptr, ptr, i64 } %69, 0
%80 = extractvalue { ptr, ptr, i64 } %69, 1
%81 = insertvalue { ptr, ptr, i64, [2 x i64], [2 x i64] } poison, ptr %79, 0
%82 = insertvalue { ptr, ptr, i64, [2 x i64], [2 x i64] } %81, ptr %80, 1
%83 = insertvalue { ptr, ptr, i64, [2 x i64], [2 x i64] } %82, i64 %78, 2
%84 = insertvalue { ptr, ptr, i64, [2 x i64], [2 x i64] } %83, i64 %53, 3, 0
%85 = insertvalue { ptr, ptr, i64, [2 x i64], [2 x i64] } %84, i64 %73, 4, 0
%86 = insertvalue { ptr, ptr, i64, [2 x i64], [2 x i64] } %85, i64 %64, 3, 1
%87 = insertvalue { ptr, ptr, i64, [2 x i64], [2 x i64] } %86, i64 %74, 4, 1
%88 = call <vscale x 4 x i32> @llvm.stepvector.nxv4i32()
%89 = trunc i64 %64 to i32
%90 = insertelement <vscale x 4 x i32> poison, i32 %89, i32 0
%91 = shufflevector <vscale x 4 x i32> %90, <vscale x 4 x i32> poison, <vscale x 4 x i32> zeroinitializer
%92 = icmp slt <vscale x 4 x i32> %88, %91
br label %93
93: ; preds = %220, %62
%94 = phi i64 [ %221, %220 ], [ 0, %62 ]
%95 = icmp slt i64 %94, %44
br i1 %95, label %96, label %222
96: ; preds = %93
%97 = extractvalue { ptr, ptr, i64, [2 x i64], [2 x i64] } %42, 0
%98 = extractvalue { ptr, ptr, i64, [2 x i64], [2 x i64] } %42, 1
%99 = insertvalue { ptr, ptr, i64 } poison, ptr %97, 0
%100 = insertvalue { ptr, ptr, i64 } %99, ptr %98, 1
%101 = insertvalue { ptr, ptr, i64 } %100, i64 0, 2
%102 = extractvalue { ptr, ptr, i64, [2 x i64], [2 x i64] } %42, 2
%103 = extractvalue { ptr, ptr, i64, [2 x i64], [2 x i64] } %42, 3, 0
%104 = extractvalue { ptr, ptr, i64, [2 x i64], [2 x i64] } %42, 3, 1
%105 = extractvalue { ptr, ptr, i64, [2 x i64], [2 x i64] } %42, 4, 0
%106 = extractvalue { ptr, ptr, i64, [2 x i64], [2 x i64] } %42, 4, 1
%107 = mul nsw i64 %49, %105
%108 = add i64 %102, %107
%109 = mul nsw i64 %94, %106
%110 = add i64 %108, %109
%111 = extractvalue { ptr, ptr, i64 } %101, 0
%112 = extractvalue { ptr, ptr, i64 } %101, 1
%113 = insertvalue { ptr, ptr, i64, [1 x i64], [1 x i64] } poison, ptr %111, 0
%114 = insertvalue { ptr, ptr, i64, [1 x i64], [1 x i64] } %113, ptr %112, 1
%115 = insertvalue { ptr, ptr, i64, [1 x i64], [1 x i64] } %114, i64 %110, 2
%116 = insertvalue { ptr, ptr, i64, [1 x i64], [1 x i64] } %115, i64 %53, 3, 0
%117 = insertvalue { ptr, ptr, i64, [1 x i64], [1 x i64] } %116, i64 %105, 4, 0
br label %118
118: ; preds = %133, %96
%119 = phi i64 [ %135, %133 ], [ 0, %96 ]
%120 = phi <vscale x 4 x float> [ %134, %133 ], [ poison, %96 ]
%121 = icmp slt i64 %119, %47
br i1 %121, label %122, label %136
122: ; preds = %118
%123 = extractelement <vscale x 4 x i1> %58, i64 %119
br i1 %123, label %124, label %133
124: ; preds = %122
%125 = extractvalue { ptr, ptr, i64, [1 x i64], [1 x i64] } %117, 1
%126 = extractvalue { ptr, ptr, i64, [1 x i64], [1 x i64] } %117, 2
%127 = getelementptr float, ptr %125, i64 %126
%128 = extractvalue { ptr, ptr, i64, [1 x i64], [1 x i64] } %117, 4, 0
%129 = mul nuw nsw i64 %119, %128
%130 = getelementptr inbounds nuw float, ptr %127, i64 %129
%131 = load float, ptr %130, align 4
%132 = insertelement <vscale x 4 x float> %120, float %131, i64 %119
br label %133
133: ; preds = %124, %122
%134 = phi <vscale x 4 x float> [ %132, %124 ], [ %120, %122 ]
%135 = add i64 %119, 1
br label %118
136: ; preds = %118
%137 = extractvalue { ptr, ptr, i64, [2 x i64], [2 x i64] } %35, 0
%138 = extractvalue { ptr, ptr, i64, [2 x i64], [2 x i64] } %35, 1
%139 = insertvalue { ptr, ptr, i64 } poison, ptr %137, 0
%140 = insertvalue { ptr, ptr, i64 } %139, ptr %138, 1
%141 = insertvalue { ptr, ptr, i64 } %140, i64 0, 2
%142 = extractvalue { ptr, ptr, i64, [2 x i64], [2 x i64] } %35, 2
%143 = extractvalue { ptr, ptr, i64, [2 x i64], [2 x i64] } %35, 3, 0
%144 = extractvalue { ptr, ptr, i64, [2 x i64], [2 x i64] } %35, 3, 1
%145 = extractvalue { ptr, ptr, i64, [2 x i64], [2 x i64] } %35, 4, 0
%146 = extractvalue { ptr, ptr, i64, [2 x i64], [2 x i64] } %35, 4, 1
%147 = mul nsw i64 %94, %145
%148 = add i64 %142, %147
%149 = mul nsw i64 %60, %146
%150 = add i64 %148, %149
%151 = extractvalue { ptr, ptr, i64 } %141, 0
%152 = extractvalue { ptr, ptr, i64 } %141, 1
%153 = insertvalue { ptr, ptr, i64, [1 x i64], [1 x i64] } poison, ptr %151, 0
%154 = insertvalue { ptr, ptr, i64, [1 x i64], [1 x i64] } %153, ptr %152, 1
%155 = insertvalue { ptr, ptr, i64, [1 x i64], [1 x i64] } %154, i64 %150, 2
%156 = insertvalue { ptr, ptr, i64, [1 x i64], [1 x i64] } %155, i64 %64, 3, 0
%157 = insertvalue { ptr, ptr, i64, [1 x i64], [1 x i64] } %156, i64 %146, 4, 0
br label %158
158: ; preds = %173, %136
%159 = phi i64 [ %175, %173 ], [ 0, %136 ]
%160 = phi <vscale x 4 x float> [ %174, %173 ], [ poison, %136 ]
%161 = icmp slt i64 %159, %47
br i1 %161, label %162, label %176
162: ; preds = %158
%163 = extractelement <vscale x 4 x i1> %92, i64 %159
br i1 %163, label %164, label %173
164: ; preds = %162
%165 = extractvalue { ptr, ptr, i64, [1 x i64], [1 x i64] } %157, 1
%166 = extractvalue { ptr, ptr, i64, [1 x i64], [1 x i64] } %157, 2
%167 = getelementptr float, ptr %165, i64 %166
%168 = extractvalue { ptr, ptr, i64, [1 x i64], [1 x i64] } %157, 4, 0
%169 = mul nuw nsw i64 %159, %168
%170 = getelementptr inbounds nuw float, ptr %167, i64 %169
%171 = load float, ptr %170, align 4
%172 = insertelement <vscale x 4 x float> %160, float %171, i64 %159
br label %173
173: ; preds = %164, %162
%174 = phi <vscale x 4 x float> [ %172, %164 ], [ %160, %162 ]
%175 = add i64 %159, 1
br label %158
176: ; preds = %158
%177 = trunc i64 %64 to i32
br label %178
178: ; preds = %181, %176
%179 = phi i64 [ %202, %181 ], [ 0, %176 ]
%180 = icmp slt i64 %179, %47
br i1 %180, label %181, label %203
181: ; preds = %178
%182 = icmp ult i64 %179, %53
%183 = sext i1 %182 to i32
%184 = and i32 %183, %177
%185 = sext i32 %184 to i64
%186 = call <vscale x 4 x i32> @llvm.stepvector.nxv4i32()
%187 = trunc i64 %185 to i32
%188 = insertelement <vscale x 4 x i32> poison, i32 %187, i32 0
%189 = shufflevector <vscale x 4 x i32> %188, <vscale x 4 x i32> poison, <vscale x 4 x i32> zeroinitializer
%190 = icmp slt <vscale x 4 x i32> %186, %189
%191 = extractvalue { ptr, ptr, i64, [2 x i64], [2 x i64] } %87, 1
%192 = extractvalue { ptr, ptr, i64, [2 x i64], [2 x i64] } %87, 2
%193 = getelementptr float, ptr %191, i64 %192
%194 = extractvalue { ptr, ptr, i64, [2 x i64], [2 x i64] } %87, 4, 0
%195 = mul i64 %179, %194
%196 = extractvalue { ptr, ptr, i64, [2 x i64], [2 x i64] } %87, 4, 1
%197 = mul i64 0, %196
%198 = add i64 %195, %197
%199 = getelementptr float, ptr %193, i64 %198
%200 = call <vscale x 4 x float> @llvm.masked.load.nxv4f32.p0(ptr %199, i32 4, <vscale x 4 x i1> %190, <vscale x 4 x float> poison)
%201 = trunc i64 %179 to i32
call void @llvm.aarch64.sme.write.horiz.nxv4f32(i32 0, i32 %201, <vscale x 4 x i1> splat (i1 true), <vscale x 4 x float> %200)
%202 = add i64 %179, 1
br label %178
203: ; preds = %178
call void @llvm.aarch64.sme.mopa.nxv4f32(i32 0, <vscale x 4 x i1> %58, <vscale x 4 x i1> %92, <vscale x 4 x float> %120, <vscale x 4 x float> %160)
%204 = call i64 @llvm.smin.i64(i64 %53, i64 %47)
br label %205
205: ; preds = %208, %203
%206 = phi i64 [ %219, %208 ], [ 0, %203 ]
%207 = icmp slt i64 %206, %204
br i1 %207, label %208, label %220
208: ; preds = %205
%209 = extractvalue { ptr, ptr, i64, [2 x i64], [2 x i64] } %87, 1
%210 = extractvalue { ptr, ptr, i64, [2 x i64], [2 x i64] } %87, 2
%211 = getelementptr float, ptr %209, i64 %210
%212 = extractvalue { ptr, ptr, i64, [2 x i64], [2 x i64] } %87, 4, 0
%213 = mul i64 %206, %212
%214 = extractvalue { ptr, ptr, i64, [2 x i64], [2 x i64] } %87, 4, 1
%215 = mul i64 0, %214
%216 = add i64 %213, %215
%217 = getelementptr float, ptr %211, i64 %216
%218 = trunc i64 %206 to i32
call void @llvm.aarch64.sme.st1w.horiz(<vscale x 4 x i1> %92, ptr %217, i32 0, i32 %218)
%219 = add i64 %206, 1
br label %205
220: ; preds = %205
%221 = add i64 %94, 1
br label %93
222: ; preds = %93
%223 = add i64 %60, %47
br label %59
224: ; preds = %59
%225 = add i64 %49, %47
br label %48
226: ; preds = %48
%227 = alloca { ptr, ptr, i64, [2 x i64], [2 x i64] }, i64 1, align 8
store { ptr, ptr, i64, [2 x i64], [2 x i64] } %28, ptr %227, align 8
%228 = insertvalue { i64, ptr } { i64 2, ptr poison }, ptr %227, 1
%229 = extractvalue { i64, ptr } %228, 0
%230 = extractvalue { i64, ptr } %228, 1
call void @printMemrefF32(i64 %229, ptr %230)
ret void
}
declare void @printMemrefF32(i64, ptr)
attributes #0 = { "aarch64_new_za" "aarch64_pstate_sm_body" }
|
