fix invalid load folding with SSE/AVX FP logical instructions (PR22371)
authorSanjay Patel <spatel@rotateright.com>
Tue, 28 Jul 2015 00:48:32 +0000 (00:48 +0000)
committerSanjay Patel <spatel@rotateright.com>
Tue, 28 Jul 2015 00:48:32 +0000 (00:48 +0000)
This is a follow-up to the FIXME that was added with D7474 ( http://reviews.llvm.org/rL229531 ).
I thought this load folding bug had been made hard-to-hit, but it turns out to be very easy
when targeting 32-bit x86 and causes a miscompile/crash in Wine:
https://bugs.winehq.org/show_bug.cgi?id=38826
https://llvm.org/bugs/show_bug.cgi?id=22371#c25

The quick fix is to simply remove the scalar FP logical instructions from the load folding table
in X86InstrInfo, but that causes us to miss load folds that should be possible when lowering fabs,
fneg, fcopysign. So the majority of this patch is altering those lowerings to use *vector* FP
logical instructions (because that's all x86 gives us anyway). That lets us do the load folding
legally.

Differential Revision: http://reviews.llvm.org/D11477

git-svn-id: https://llvm.org/svn/llvm-project/llvm/trunk@243361 91177308-0d34-0410-b5e6-96231b3b80d8

lib/Target/X86/X86ISelLowering.cpp
lib/Target/X86/X86InstrInfo.cpp
lib/Target/X86/X86InstrSSE.td
test/CodeGen/X86/pr2656.ll
test/CodeGen/X86/sse-fcopysign.ll
test/CodeGen/X86/vec_fabs.ll

index 8ed9733cf2df8db8f37711244492540941969ef4..109047751791be80a6644935a70ebfa8a84ad375 100644 (file)
@@ -12677,24 +12677,29 @@ static SDValue LowerFABSorFNEG(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) {
       if (User->getOpcode() == ISD::FNEG)
         return Op;
 
-  SDValue Op0 = Op.getOperand(0);
-  bool IsFNABS = !IsFABS && (Op0.getOpcode() == ISD::FABS);
-
   SDLoc dl(Op);
   MVT VT = Op.getSimpleValueType();
-  // Assume scalar op for initialization; update for vector if needed.
-  // Note that there are no scalar bitwise logical SSE/AVX instructions, so we
-  // generate a 16-byte vector constant and logic op even for the scalar case.
-  // Using a 16-byte mask allows folding the load of the mask with
-  // the logic op, so it can save (~4 bytes) on code size.
-  MVT EltVT = VT;
-  unsigned NumElts = VT == MVT::f64 ? 2 : 4;
+
   // FIXME: Use function attribute "OptimizeForSize" and/or CodeGenOpt::Level to
   // decide if we should generate a 16-byte constant mask when we only need 4 or
   // 8 bytes for the scalar case.
+
+  MVT LogicVT;
+  MVT EltVT;
+  unsigned NumElts;
+  
   if (VT.isVector()) {
+    LogicVT = VT;
     EltVT = VT.getVectorElementType();
     NumElts = VT.getVectorNumElements();
+  } else {
+    // There are no scalar bitwise logical SSE/AVX instructions, so we
+    // generate a 16-byte vector constant and logic op even for the scalar case.
+    // Using a 16-byte mask allows folding the load of the mask with
+    // the logic op, so it can save (~4 bytes) on code size.
+    LogicVT = (VT == MVT::f64) ? MVT::v2f64 : MVT::v4f32;
+    EltVT = VT;
+    NumElts = (VT == MVT::f64) ? 2 : 4;
   }
 
   unsigned EltBits = EltVT.getSizeInBits();
@@ -12707,26 +12712,25 @@ static SDValue LowerFABSorFNEG(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) {
   const TargetLowering &TLI = DAG.getTargetLoweringInfo();
   SDValue CPIdx = DAG.getConstantPool(C, TLI.getPointerTy(DAG.getDataLayout()));
   unsigned Alignment = cast<ConstantPoolSDNode>(CPIdx)->getAlignment();
-  SDValue Mask = DAG.getLoad(VT, dl, DAG.getEntryNode(), CPIdx,
+  SDValue Mask = DAG.getLoad(LogicVT, dl, DAG.getEntryNode(), CPIdx,
                              MachinePointerInfo::getConstantPool(),
                              false, false, false, Alignment);
 
-  if (VT.isVector()) {
-    // For a vector, cast operands to a vector type, perform the logic op,
-    // and cast the result back to the original value type.
-    MVT VecVT = MVT::getVectorVT(MVT::i64, VT.getSizeInBits() / 64);
-    SDValue MaskCasted = DAG.getBitcast(VecVT, Mask);
-    SDValue Operand = IsFNABS ? DAG.getBitcast(VecVT, Op0.getOperand(0))
-                              : DAG.getBitcast(VecVT, Op0);
-    unsigned BitOp = IsFABS ? ISD::AND : IsFNABS ? ISD::OR : ISD::XOR;
-    return DAG.getBitcast(VT,
-                          DAG.getNode(BitOp, dl, VecVT, Operand, MaskCasted));
-  }
-
-  // If not vector, then scalar.
-  unsigned BitOp = IsFABS ? X86ISD::FAND : IsFNABS ? X86ISD::FOR : X86ISD::FXOR;
+  SDValue Op0 = Op.getOperand(0);
+  bool IsFNABS = !IsFABS && (Op0.getOpcode() == ISD::FABS);
+  unsigned LogicOp =
+    IsFABS ? X86ISD::FAND : IsFNABS ? X86ISD::FOR : X86ISD::FXOR;
   SDValue Operand = IsFNABS ? Op0.getOperand(0) : Op0;
-  return DAG.getNode(BitOp, dl, VT, Operand, Mask);
+
+  if (VT.isVector())
+    return DAG.getNode(LogicOp, dl, LogicVT, Operand, Mask);
+
+  // For the scalar case extend to a 128-bit vector, perform the logic op,
+  // and extract the scalar result back out.
+  Operand = DAG.getNode(ISD::SCALAR_TO_VECTOR, dl, LogicVT, Operand);
+  SDValue LogicNode = DAG.getNode(LogicOp, dl, LogicVT, Operand, Mask);
+  return DAG.getNode(ISD::EXTRACT_VECTOR_ELT, dl, VT, LogicNode,
+                     DAG.getIntPtrConstant(0, dl));
 }
 
 static SDValue LowerFCOPYSIGN(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) {
@@ -12766,10 +12770,16 @@ static SDValue LowerFCOPYSIGN(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) {
   Constant *C = ConstantVector::get(CV);
   auto PtrVT = TLI.getPointerTy(DAG.getDataLayout());
   SDValue CPIdx = DAG.getConstantPool(C, PtrVT, 16);
-  SDValue Mask1 = DAG.getLoad(SrcVT, dl, DAG.getEntryNode(), CPIdx,
+
+  // Perform all logic operations as 16-byte vectors because there are no
+  // scalar FP logic instructions in SSE. This allows load folding of the
+  // constants into the logic instructions.
+  MVT LogicVT = (VT == MVT::f64) ? MVT::v2f64 : MVT::v4f32;
+  SDValue Mask1 = DAG.getLoad(LogicVT, dl, DAG.getEntryNode(), CPIdx,
                               MachinePointerInfo::getConstantPool(),
                               false, false, false, 16);
-  SDValue SignBit = DAG.getNode(X86ISD::FAND, dl, SrcVT, Op1, Mask1);
+  Op1 = DAG.getNode(ISD::SCALAR_TO_VECTOR, dl, LogicVT, Op1);
+  SDValue SignBit = DAG.getNode(X86ISD::FAND, dl, LogicVT, Op1, Mask1);
 
   // Next, clear the sign bit from the first operand (magnitude).
   // If it's a constant, we can clear it here.
@@ -12777,7 +12787,8 @@ static SDValue LowerFCOPYSIGN(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) {
     APFloat APF = Op0CN->getValueAPF();
     // If the magnitude is a positive zero, the sign bit alone is enough.
     if (APF.isPosZero())
-      return SignBit;
+      return DAG.getNode(ISD::EXTRACT_VECTOR_ELT, dl, SrcVT, SignBit,
+                         DAG.getIntPtrConstant(0, dl));
     APF.clearSign();
     CV[0] = ConstantFP::get(*Context, APF);
   } else {
@@ -12787,15 +12798,18 @@ static SDValue LowerFCOPYSIGN(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) {
   }
   C = ConstantVector::get(CV);
   CPIdx = DAG.getConstantPool(C, PtrVT, 16);
-  SDValue Val = DAG.getLoad(VT, dl, DAG.getEntryNode(), CPIdx,
+  SDValue Val = DAG.getLoad(LogicVT, dl, DAG.getEntryNode(), CPIdx,
                             MachinePointerInfo::getConstantPool(),
                             false, false, false, 16);
   // If the magnitude operand wasn't a constant, we need to AND out the sign.
-  if (!isa<ConstantFPSDNode>(Op0))
-    Val = DAG.getNode(X86ISD::FAND, dl, VT, Op0, Val);
-
+  if (!isa<ConstantFPSDNode>(Op0)) {
+    Op0 = DAG.getNode(ISD::SCALAR_TO_VECTOR, dl, LogicVT, Op0);
+    Val = DAG.getNode(X86ISD::FAND, dl, LogicVT, Op0, Val);
+  }
   // OR the magnitude value with the sign bit.
-  return DAG.getNode(X86ISD::FOR, dl, VT, Val, SignBit);
+  Val = DAG.getNode(X86ISD::FOR, dl, LogicVT, Val, SignBit);
+  return DAG.getNode(ISD::EXTRACT_VECTOR_ELT, dl, SrcVT, Val,
+                     DAG.getIntPtrConstant(0, dl));
 }
 
 static SDValue LowerFGETSIGN(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) {
index 65df840a935ef62ea6f4d060e06ef8c4090ac198..98697e834e476f97ee8dc497378edc8ca27b998a 100644 (file)
@@ -959,18 +959,9 @@ X86InstrInfo::X86InstrInfo(X86Subtarget &STI)
     { X86::DPPDrri,         X86::DPPDrmi,       TB_ALIGN_16 },
     { X86::DPPSrri,         X86::DPPSrmi,       TB_ALIGN_16 },
 
-    // FIXME: We should not be folding Fs* scalar loads into vector
-    // instructions because the vector instructions require vector-sized
-    // loads. Lowering should create vector-sized instructions (the Fv*
-    // variants below) to allow load folding.
-    { X86::FsANDNPDrr,      X86::FsANDNPDrm,    TB_ALIGN_16 },
-    { X86::FsANDNPSrr,      X86::FsANDNPSrm,    TB_ALIGN_16 },
-    { X86::FsANDPDrr,       X86::FsANDPDrm,     TB_ALIGN_16 },
-    { X86::FsANDPSrr,       X86::FsANDPSrm,     TB_ALIGN_16 },
-    { X86::FsORPDrr,        X86::FsORPDrm,      TB_ALIGN_16 },
-    { X86::FsORPSrr,        X86::FsORPSrm,      TB_ALIGN_16 },
-    { X86::FsXORPDrr,       X86::FsXORPDrm,     TB_ALIGN_16 },
-    { X86::FsXORPSrr,       X86::FsXORPSrm,     TB_ALIGN_16 },
+    // Do not fold Fs* scalar logical op loads because there are no scalar
+    // load variants for these instructions. When folded, the load is required
+    // to be 128-bits, so the load size would not match.
 
     { X86::FvANDNPDrr,      X86::FvANDNPDrm,    TB_ALIGN_16 },
     { X86::FvANDNPSrr,      X86::FvANDNPSrm,    TB_ALIGN_16 },
index 5a3fbca9ff7294c73fc69b802e6937b2a75f68a1..1a77d0efdd3f233f8bb3ff30694cd5c4ba23af7e 100644 (file)
@@ -2924,6 +2924,14 @@ multiclass sse12_fp_packed_vector_logical_alias<
   defm V#NAME#PD : sse12_fp_packed<opc, !strconcat(OpcodeStr, "pd"), OpNode,
         VR128, v2f64, f128mem, loadv2f64, SSEPackedDouble, itins, 0>,
         PD, VEX_4V;
+
+  defm V#NAME#PSY : sse12_fp_packed<opc, !strconcat(OpcodeStr, "ps"), OpNode,
+        VR256, v8f32, f256mem, loadv8f32, SSEPackedSingle, itins, 0>,
+        PS, VEX_4V, VEX_L;
+        
+  defm V#NAME#PDY : sse12_fp_packed<opc, !strconcat(OpcodeStr, "pd"), OpNode,
+        VR256, v4f64, f256mem, loadv4f64, SSEPackedDouble, itins, 0>,
+        PD, VEX_4V, VEX_L;
   }
 
   let Constraints = "$src1 = $dst" in {
index 9a162d77ef48c0b3eb3d3272f2800473b1894f6a..095ab831d48d7fb7d64f8014c7e4da0ac69f23ca 100644 (file)
@@ -1,15 +1,24 @@
 ; RUN: llc < %s -march=x86 -mattr=+sse2 | FileCheck %s
 ; PR2656
 
-; CHECK:     {{xorps.*sp}}
-; CHECK-NOT: {{xorps.*sp}}
-
 target datalayout = "e-p:32:32:32-i1:8:8-i8:8:8-i16:16:16-i32:32:32-i64:32:64-f32:32:32-f64:32:64-v64:64:64-v128:128:128-a0:0:64-f80:128:128"
 target triple = "i686-apple-darwin9.4.0"
        %struct.anon = type <{ float, float }>
 @.str = internal constant [17 x i8] c"pt: %.0f, %.0f\0A\00\00"         ; <[17 x i8]*> [#uses=1]
 
+; We can not fold either stack load into an 'xor' instruction because that
+; would change what should be a 4-byte load into a 16-byte load.
+; We can fold the 16-byte constant load into either 'xor' instruction,
+; but we do not. It has more than one use, so it gets loaded into a register.
+
 define void @foo(%struct.anon* byval %p) nounwind {
+; CHECK-LABEL: foo:
+; CHECK:         movss {{.*#+}} xmm0 = mem[0],zero,zero,zero
+; CHECK-NEXT:    movss {{.*#+}} xmm1 = mem[0],zero,zero,zero
+; CHECK-NEXT:    movaps {{.*#+}} xmm2 = [2147483648,2147483648,2147483648,2147483648]
+; CHECK-NEXT:    xorps %xmm2, %xmm0
+; CHECK-NEXT:    cvtss2sd %xmm0, %xmm0
+; CHECK-NEXT:    xorps %xmm2, %xmm1
 entry:
        %tmp = getelementptr %struct.anon, %struct.anon* %p, i32 0, i32 0               ; <float*> [#uses=1]
        %tmp1 = load float, float* %tmp         ; <float> [#uses=1]
@@ -24,3 +33,20 @@ entry:
 }
 
 declare i32 @printf(...)
+
+; We can not fold the load from the stack into the 'and' instruction because
+; that changes an 8-byte load into a 16-byte load (illegal memory access).
+; We can fold the load of the constant because it is a 16-byte vector constant.
+
+define double @PR22371(double %x) {
+; CHECK-LABEL: PR22371:
+; CHECK:       movsd  16(%esp), %xmm0
+; CHECK-NEXT:  andpd  LCPI1_0, %xmm0
+; CHECK-NEXT:  movlpd  %xmm0, (%esp)
+  %call = tail call double @fabs(double %x) #0
+  ret double %call
+}
+
+declare double @fabs(double) #0
+attributes #0 = { readnone }
+
index 25634b5472aa90baca3be16411b4206f5f7493e4..8a5462bea82d0383013ec8bc6e4764fb3a570714 100644 (file)
@@ -55,12 +55,12 @@ declare double @copysign(double, double)
 
 define float @int1(float %a, float %b) {
 ; X32-LABEL: @int1
-; X32:       movss 12(%esp), %xmm0 {{.*#+}} xmm0 = mem[0],zero,zero,zero
-; X32-NEXT:  movss  8(%esp), %xmm1 {{.*#+}} xmm1 = mem[0],zero,zero,zero
-; X32-NEXT:  andps .LCPI2_0, %xmm1
-; X32-NEXT:  andps .LCPI2_1, %xmm0
-; X32-NEXT:  orps  %xmm1, %xmm0
-; X32-NEXT:  movss %xmm0, (%esp)
+; X32:       movss  8(%esp), %xmm0 {{.*#+}} xmm0 = mem[0],zero,zero,zero
+; X32-NEXT:  andps .LCPI2_0, %xmm0
+; X32-NEXT:  movss 12(%esp), %xmm1 {{.*#+}} xmm1 = mem[0],zero,zero,zero
+; X32-NEXT:  andps .LCPI2_1, %xmm1
+; X32-NEXT:  orps  %xmm0, %xmm1
+; X32-NEXT:  movss %xmm1, (%esp)
 ; X32-NEXT:  flds  (%esp)
 ; X32-NEXT:  popl %eax
 ; X32-NEXT:  retl
@@ -76,14 +76,14 @@ define float @int1(float %a, float %b) {
 
 define double @int2(double %a, float %b, float %c) {
 ; X32-LABEL: @int2
-; X32:       movsd  8(%ebp), %xmm0 {{.*#+}} xmm0 = mem[0],zero
-; X32-NEXT:  movss 16(%ebp), %xmm1 {{.*#+}} xmm1 = mem[0],zero,zero,zero
-; X32-NEXT:  addss 20(%ebp), %xmm1
-; X32-NEXT:  andpd .LCPI3_0, %xmm0
-; X32-NEXT:  cvtss2sd %xmm1, %xmm1
-; X32-NEXT:  andpd .LCPI3_1, %xmm1
-; X32-NEXT:  orpd  %xmm0, %xmm1
-; X32-NEXT:  movsd %xmm1, (%esp)
+; X32:       movss 16(%ebp), %xmm0 {{.*#+}} xmm0 = mem[0],zero,zero,zero
+; X32-NEXT:  addss 20(%ebp), %xmm0
+; X32-NEXT:  movsd  8(%ebp), %xmm1 {{.*#+}} xmm1 = mem[0],zero
+; X32-NEXT:  andpd .LCPI3_0, %xmm1
+; X32-NEXT:  cvtss2sd %xmm0, %xmm0
+; X32-NEXT:  andpd .LCPI3_1, %xmm0
+; X32-NEXT:  orpd  %xmm1, %xmm0
+; X32-NEXT:  movlpd %xmm0, (%esp)
 ; X32-NEXT:  fldl  (%esp)
 ; X32-NEXT:  movl %ebp, %esp
 ; X32-NEXT:  popl %ebp
@@ -91,9 +91,9 @@ define double @int2(double %a, float %b, float %c) {
 ;
 ; X64-LABEL: @int2
 ; X64:       addss %xmm2, %xmm1
-; X64-NEXT:  andpd .LCPI3_0(%rip), %xmm0
 ; X64-NEXT:  cvtss2sd %xmm1, %xmm1
-; X64-NEXT:  andpd .LCPI3_1(%rip), %xmm1
+; X64-NEXT:  andpd .LCPI3_0(%rip), %xmm1
+; X64-NEXT:  andpd .LCPI3_1(%rip), %xmm0
 ; X64-NEXT:  orpd %xmm1, %xmm0
 ; X64-NEXT:  retq
   %tmp1 = fadd float %b, %c
index bfefbcf5ebd3cb148040a6a96f580000c37b1b01..960b5f27cf5357edc9df7cc6333fd9bf5260f89e 100644 (file)
@@ -4,7 +4,7 @@
 define <2 x double> @fabs_v2f64(<2 x double> %p)
 {
   ; CHECK-LABEL: fabs_v2f64
-  ; CHECK: vandps
+  ; CHECK: vandpd
   %t = call <2 x double> @llvm.fabs.v2f64(<2 x double> %p)
   ret <2 x double> %t
 }
@@ -22,7 +22,7 @@ declare <4 x float> @llvm.fabs.v4f32(<4 x float> %p)
 define <4 x double> @fabs_v4f64(<4 x double> %p)
 {
   ; CHECK-LABEL: fabs_v4f64
-  ; CHECK: vandps
+  ; CHECK: vandpd
   %t = call <4 x double> @llvm.fabs.v4f64(<4 x double> %p)
   ret <4 x double> %t
 }