[AMDGPU] Add s_nop WaitStates between neighboring mfma
In some cases padding bubbles between sequential MFMA instructions may lead to increased inter-wave performance. Add option to request to pad some portion of these stall cycles with s_nops. Fixes: SWDEV-326925 Reviewed By: rampitec Differential Revision: https://reviews.llvm.org/D121437
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1e15adba62
@ -13,12 +13,36 @@
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#include "GCNHazardRecognizer.h"
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#include "GCNSubtarget.h"
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#include "MCTargetDesc/AMDGPUMCTargetDesc.h"
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#include "SIMachineFunctionInfo.h"
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#include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
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#include "llvm/CodeGen/ScheduleDAG.h"
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#include "llvm/Support/TargetParser.h"
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using namespace llvm;
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namespace {
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struct MFMAPaddingRatioParser : public cl::parser<unsigned> {
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MFMAPaddingRatioParser(cl::Option &O) : cl::parser<unsigned>(O) {}
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bool parse(cl::Option &O, StringRef ArgName, StringRef Arg, unsigned &Value) {
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if (Arg.getAsInteger(0, Value))
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return O.error("'" + Arg + "' value invalid for uint argument!");
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||||
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||||
if (Value > 100)
|
||||
return O.error("'" + Arg + "' value must be in the range [0, 100]!");
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return false;
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}
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};
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} // end anonymous namespace
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static cl::opt<unsigned, false, MFMAPaddingRatioParser>
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MFMAPaddingRatio("amdgpu-mfma-padding-ratio", cl::init(0), cl::Hidden,
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cl::desc("Fill a percentage of the latency between "
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"neighboring MFMA with s_nops."));
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//===----------------------------------------------------------------------===//
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// Hazard Recognizer Implementation
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//===----------------------------------------------------------------------===//
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@ -237,6 +261,14 @@ static void insertNoopsInBundle(MachineInstr *MI, const SIInstrInfo &TII,
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}
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}
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unsigned
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GCNHazardRecognizer::getMFMAPipelineWaitStates(const MachineInstr &MI) const {
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const MCSchedClassDesc *SC = TSchedModel.resolveSchedClass(&MI);
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assert(TSchedModel.getWriteProcResBegin(SC) !=
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TSchedModel.getWriteProcResEnd(SC));
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return TSchedModel.getWriteProcResBegin(SC)->Cycles;
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}
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void GCNHazardRecognizer::processBundle() {
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MachineBasicBlock::instr_iterator MI = std::next(CurrCycleInstr->getIterator());
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||||
MachineBasicBlock::instr_iterator E = CurrCycleInstr->getParent()->instr_end();
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@ -1223,6 +1255,42 @@ int GCNHazardRecognizer::checkMAIHazards(MachineInstr *MI) {
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||||
return ST.hasGFX90AInsts() ? checkMAIHazards90A(MI) : checkMAIHazards908(MI);
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}
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||||
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||||
int GCNHazardRecognizer::checkMFMAPadding(MachineInstr *MI) {
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||||
// Early exit if no padding is requested.
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if (MFMAPaddingRatio == 0)
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return 0;
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auto IsMFMAFn = [](const MachineInstr &MI) {
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||||
return SIInstrInfo::isMAI(MI) &&
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||||
MI.getOpcode() != AMDGPU::V_ACCVGPR_WRITE_B32_e64 &&
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||||
MI.getOpcode() != AMDGPU::V_ACCVGPR_READ_B32_e64;
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||||
};
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||||
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||||
const SIMachineFunctionInfo *MFI = MF.getInfo<SIMachineFunctionInfo>();
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||||
if (!IsMFMAFn(*MI) || MFI->getOccupancy() < 2)
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||||
return 0;
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||||
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||||
int NeighborMFMALatency = 0;
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||||
auto IsNeighboringMFMA = [&IsMFMAFn, &NeighborMFMALatency,
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||||
this](const MachineInstr &MI) {
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||||
if (!IsMFMAFn(MI))
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||||
return false;
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||||
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||||
NeighborMFMALatency = this->getMFMAPipelineWaitStates(MI);
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||||
return true;
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||||
};
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||||
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||||
const int MaxMFMAPipelineWaitStates = 16;
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||||
int WaitStatesSinceNeighborMFMA =
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||||
getWaitStatesSince(IsNeighboringMFMA, MaxMFMAPipelineWaitStates);
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||||
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||||
int NeighborMFMAPaddingNeeded =
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||||
(NeighborMFMALatency * MFMAPaddingRatio / 100) -
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||||
WaitStatesSinceNeighborMFMA;
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||||
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||||
return std::max(0, NeighborMFMAPaddingNeeded);
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||||
}
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||||
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||||
int GCNHazardRecognizer::checkMAIHazards908(MachineInstr *MI) {
|
||||
int WaitStatesNeeded = 0;
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||||
unsigned Opc = MI->getOpcode();
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||||
@ -1387,6 +1455,9 @@ int GCNHazardRecognizer::checkMAIHazards908(MachineInstr *MI) {
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||||
WaitStatesNeeded = std::max(WaitStatesNeeded, WaitStatesNeededForUse);
|
||||
}
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||||
|
||||
// Pad neighboring MFMA with noops for better inter-wave performance.
|
||||
WaitStatesNeeded = std::max(WaitStatesNeeded, checkMFMAPadding(MI));
|
||||
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||||
return WaitStatesNeeded;
|
||||
}
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||||
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||||
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||||
@ -62,6 +62,10 @@ private:
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||||
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||||
void addClauseInst(const MachineInstr &MI);
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||||
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||||
/// \returns the number of wait states before another MFMA instruction can be
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||||
/// issued after \p MI.
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||||
unsigned getMFMAPipelineWaitStates(const MachineInstr &MI) const;
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||||
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||||
// Advance over a MachineInstr bundle. Look for hazards in the bundled
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||||
// instructions.
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||||
void processBundle();
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||||
@ -96,6 +100,22 @@ private:
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||||
int checkMAIHazards(MachineInstr *MI);
|
||||
int checkMAIHazards908(MachineInstr *MI);
|
||||
int checkMAIHazards90A(MachineInstr *MI);
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||||
/// Pad the latency between neighboring MFMA instructions with s_nops. The
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||||
/// percentage of wait states to fill with s_nops is specified by the command
|
||||
/// line option '-amdgpu-mfma-padding-ratio'.
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||||
///
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||||
/// For example, with '-amdgpu-mfma-padding-ratio=100':
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||||
///
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||||
/// 2 pass MFMA instructions have a latency of 2 wait states. Therefore, a
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||||
/// 'S_NOP 1' will be added between sequential MFMA instructions.
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||||
///
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||||
/// V_MFMA_F32_4X4X1F32
|
||||
/// V_MFMA_F32_4X4X1F32
|
||||
///-->
|
||||
/// V_MFMA_F32_4X4X1F32
|
||||
/// S_NOP 1
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||||
/// V_MFMA_F32_4X4X1F32
|
||||
int checkMFMAPadding(MachineInstr *MI);
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||||
int checkMAIVALUHazards(MachineInstr *MI);
|
||||
int checkMAILdStHazards(MachineInstr *MI);
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||||
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||||
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||||
479
llvm/test/CodeGen/AMDGPU/neighboring-mfma-padding.mir
Normal file
479
llvm/test/CodeGen/AMDGPU/neighboring-mfma-padding.mir
Normal file
@ -0,0 +1,479 @@
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||||
# NOTE: Assertions have been autogenerated by utils/update_mir_test_checks.py
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||||
# RUN: llc -march=amdgcn -mcpu=gfx908 -verify-machineinstrs -run-pass post-RA-hazard-rec %s -o - | FileCheck -check-prefix=gfx908-DEFAULT %s
|
||||
# RUN: llc -march=amdgcn -mcpu=gfx908 -amdgpu-mfma-padding-ratio=25 -verify-machineinstrs -run-pass post-RA-hazard-rec %s -o - | FileCheck -check-prefix=gfx908-PAD25 %s
|
||||
# RUN: llc -march=amdgcn -mcpu=gfx908 -amdgpu-mfma-padding-ratio=50 -verify-machineinstrs -run-pass post-RA-hazard-rec %s -o - | FileCheck -check-prefix=gfx908-PAD50 %s
|
||||
# RUN: llc -march=amdgcn -mcpu=gfx908 -amdgpu-mfma-padding-ratio=75 -verify-machineinstrs -run-pass post-RA-hazard-rec %s -o - | FileCheck -check-prefix=gfx908-PAD75 %s
|
||||
# RUN: llc -march=amdgcn -mcpu=gfx908 -amdgpu-mfma-padding-ratio=100 -verify-machineinstrs -run-pass post-RA-hazard-rec %s -o - | FileCheck -check-prefix=gfx908-PAD100 %s
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---
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||||
name: mfma_padding_2_pass
|
||||
body: |
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||||
bb.0:
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||||
; gfx908-DEFAULT-LABEL: name: mfma_padding_2_pass
|
||||
; gfx908-DEFAULT: $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3 = V_MFMA_F32_4X4X1F32_e64 $vgpr1, $vgpr0, $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3, 0, 0, 0, implicit $mode, implicit $exec
|
||||
; gfx908-DEFAULT-NEXT: $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3 = V_MFMA_F32_4X4X1F32_e64 $vgpr1, $vgpr0, $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3, 0, 0, 0, implicit $mode, implicit $exec
|
||||
; gfx908-PAD25-LABEL: name: mfma_padding_2_pass
|
||||
; gfx908-PAD25: $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3 = V_MFMA_F32_4X4X1F32_e64 $vgpr1, $vgpr0, $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3, 0, 0, 0, implicit $mode, implicit $exec
|
||||
; gfx908-PAD25-NEXT: $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3 = V_MFMA_F32_4X4X1F32_e64 $vgpr1, $vgpr0, $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3, 0, 0, 0, implicit $mode, implicit $exec
|
||||
; gfx908-PAD50-LABEL: name: mfma_padding_2_pass
|
||||
; gfx908-PAD50: $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3 = V_MFMA_F32_4X4X1F32_e64 $vgpr1, $vgpr0, $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3, 0, 0, 0, implicit $mode, implicit $exec
|
||||
; gfx908-PAD50-NEXT: S_NOP 0
|
||||
; gfx908-PAD50-NEXT: $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3 = V_MFMA_F32_4X4X1F32_e64 $vgpr1, $vgpr0, $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3, 0, 0, 0, implicit $mode, implicit $exec
|
||||
; gfx908-PAD75-LABEL: name: mfma_padding_2_pass
|
||||
; gfx908-PAD75: $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3 = V_MFMA_F32_4X4X1F32_e64 $vgpr1, $vgpr0, $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3, 0, 0, 0, implicit $mode, implicit $exec
|
||||
; gfx908-PAD75-NEXT: S_NOP 0
|
||||
; gfx908-PAD75-NEXT: $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3 = V_MFMA_F32_4X4X1F32_e64 $vgpr1, $vgpr0, $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3, 0, 0, 0, implicit $mode, implicit $exec
|
||||
; gfx908-PAD100-LABEL: name: mfma_padding_2_pass
|
||||
; gfx908-PAD100: $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3 = V_MFMA_F32_4X4X1F32_e64 $vgpr1, $vgpr0, $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3, 0, 0, 0, implicit $mode, implicit $exec
|
||||
; gfx908-PAD100-NEXT: S_NOP 1
|
||||
; gfx908-PAD100-NEXT: $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3 = V_MFMA_F32_4X4X1F32_e64 $vgpr1, $vgpr0, $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3, 0, 0, 0, implicit $mode, implicit $exec
|
||||
$agpr0_agpr1_agpr2_agpr3 = V_MFMA_F32_4X4X1F32_e64 $vgpr1, $vgpr0, $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3, 0, 0, 0, implicit $mode, implicit $exec
|
||||
$agpr0_agpr1_agpr2_agpr3 = V_MFMA_F32_4X4X1F32_e64 $vgpr1, $vgpr0, $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3, 0, 0, 0, implicit $mode, implicit $exec
|
||||
...
|
||||
|
||||
---
|
||||
name: mfma_padding_2_pass_1_intervening_valu
|
||||
body: |
|
||||
bb.0:
|
||||
; gfx908-DEFAULT-LABEL: name: mfma_padding_2_pass_1_intervening_valu
|
||||
; gfx908-DEFAULT: $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3 = V_MFMA_F32_4X4X1F32_e64 $vgpr1, $vgpr0, $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3, 0, 0, 0, implicit $mode, implicit $exec
|
||||
; gfx908-DEFAULT-NEXT: $vgpr2 = V_MOV_B32_e32 1, implicit $exec
|
||||
; gfx908-DEFAULT-NEXT: $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3 = V_MFMA_F32_4X4X1F32_e64 $vgpr1, $vgpr0, $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3, 0, 0, 0, implicit $mode, implicit $exec
|
||||
; gfx908-PAD25-LABEL: name: mfma_padding_2_pass_1_intervening_valu
|
||||
; gfx908-PAD25: $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3 = V_MFMA_F32_4X4X1F32_e64 $vgpr1, $vgpr0, $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3, 0, 0, 0, implicit $mode, implicit $exec
|
||||
; gfx908-PAD25-NEXT: $vgpr2 = V_MOV_B32_e32 1, implicit $exec
|
||||
; gfx908-PAD25-NEXT: $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3 = V_MFMA_F32_4X4X1F32_e64 $vgpr1, $vgpr0, $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3, 0, 0, 0, implicit $mode, implicit $exec
|
||||
; gfx908-PAD50-LABEL: name: mfma_padding_2_pass_1_intervening_valu
|
||||
; gfx908-PAD50: $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3 = V_MFMA_F32_4X4X1F32_e64 $vgpr1, $vgpr0, $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3, 0, 0, 0, implicit $mode, implicit $exec
|
||||
; gfx908-PAD50-NEXT: $vgpr2 = V_MOV_B32_e32 1, implicit $exec
|
||||
; gfx908-PAD50-NEXT: $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3 = V_MFMA_F32_4X4X1F32_e64 $vgpr1, $vgpr0, $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3, 0, 0, 0, implicit $mode, implicit $exec
|
||||
; gfx908-PAD75-LABEL: name: mfma_padding_2_pass_1_intervening_valu
|
||||
; gfx908-PAD75: $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3 = V_MFMA_F32_4X4X1F32_e64 $vgpr1, $vgpr0, $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3, 0, 0, 0, implicit $mode, implicit $exec
|
||||
; gfx908-PAD75-NEXT: $vgpr2 = V_MOV_B32_e32 1, implicit $exec
|
||||
; gfx908-PAD75-NEXT: $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3 = V_MFMA_F32_4X4X1F32_e64 $vgpr1, $vgpr0, $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3, 0, 0, 0, implicit $mode, implicit $exec
|
||||
; gfx908-PAD100-LABEL: name: mfma_padding_2_pass_1_intervening_valu
|
||||
; gfx908-PAD100: $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3 = V_MFMA_F32_4X4X1F32_e64 $vgpr1, $vgpr0, $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3, 0, 0, 0, implicit $mode, implicit $exec
|
||||
; gfx908-PAD100-NEXT: $vgpr2 = V_MOV_B32_e32 1, implicit $exec
|
||||
; gfx908-PAD100-NEXT: S_NOP 0
|
||||
; gfx908-PAD100-NEXT: $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3 = V_MFMA_F32_4X4X1F32_e64 $vgpr1, $vgpr0, $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3, 0, 0, 0, implicit $mode, implicit $exec
|
||||
$agpr0_agpr1_agpr2_agpr3 = V_MFMA_F32_4X4X1F32_e64 $vgpr1, $vgpr0, $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3, 0, 0, 0, implicit $mode, implicit $exec
|
||||
$vgpr2 = V_MOV_B32_e32 1, implicit $exec
|
||||
$agpr0_agpr1_agpr2_agpr3 = V_MFMA_F32_4X4X1F32_e64 $vgpr1, $vgpr0, $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3, 0, 0, 0, implicit $mode, implicit $exec
|
||||
...
|
||||
|
||||
---
|
||||
name: mfma_padding_2_pass_dbg
|
||||
body: |
|
||||
bb.0:
|
||||
; gfx908-DEFAULT-LABEL: name: mfma_padding_2_pass_dbg
|
||||
; gfx908-DEFAULT: $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3 = V_MFMA_F32_4X4X1F32_e64 $vgpr1, $vgpr0, $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3, 0, 0, 0, implicit $mode, implicit $exec
|
||||
; gfx908-DEFAULT-NEXT: DBG_VALUE
|
||||
; gfx908-DEFAULT-NEXT: $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3 = V_MFMA_F32_4X4X1F32_e64 $vgpr1, $vgpr0, $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3, 0, 0, 0, implicit $mode, implicit $exec
|
||||
; gfx908-PAD25-LABEL: name: mfma_padding_2_pass_dbg
|
||||
; gfx908-PAD25: $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3 = V_MFMA_F32_4X4X1F32_e64 $vgpr1, $vgpr0, $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3, 0, 0, 0, implicit $mode, implicit $exec
|
||||
; gfx908-PAD25-NEXT: DBG_VALUE
|
||||
; gfx908-PAD25-NEXT: $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3 = V_MFMA_F32_4X4X1F32_e64 $vgpr1, $vgpr0, $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3, 0, 0, 0, implicit $mode, implicit $exec
|
||||
; gfx908-PAD50-LABEL: name: mfma_padding_2_pass_dbg
|
||||
; gfx908-PAD50: $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3 = V_MFMA_F32_4X4X1F32_e64 $vgpr1, $vgpr0, $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3, 0, 0, 0, implicit $mode, implicit $exec
|
||||
; gfx908-PAD50-NEXT: DBG_VALUE
|
||||
; gfx908-PAD50-NEXT: S_NOP 0
|
||||
; gfx908-PAD50-NEXT: $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3 = V_MFMA_F32_4X4X1F32_e64 $vgpr1, $vgpr0, $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3, 0, 0, 0, implicit $mode, implicit $exec
|
||||
; gfx908-PAD75-LABEL: name: mfma_padding_2_pass_dbg
|
||||
; gfx908-PAD75: $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3 = V_MFMA_F32_4X4X1F32_e64 $vgpr1, $vgpr0, $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3, 0, 0, 0, implicit $mode, implicit $exec
|
||||
; gfx908-PAD75-NEXT: DBG_VALUE
|
||||
; gfx908-PAD75-NEXT: S_NOP 0
|
||||
; gfx908-PAD75-NEXT: $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3 = V_MFMA_F32_4X4X1F32_e64 $vgpr1, $vgpr0, $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3, 0, 0, 0, implicit $mode, implicit $exec
|
||||
; gfx908-PAD100-LABEL: name: mfma_padding_2_pass_dbg
|
||||
; gfx908-PAD100: $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3 = V_MFMA_F32_4X4X1F32_e64 $vgpr1, $vgpr0, $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3, 0, 0, 0, implicit $mode, implicit $exec
|
||||
; gfx908-PAD100-NEXT: DBG_VALUE
|
||||
; gfx908-PAD100-NEXT: S_NOP 1
|
||||
; gfx908-PAD100-NEXT: $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3 = V_MFMA_F32_4X4X1F32_e64 $vgpr1, $vgpr0, $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3, 0, 0, 0, implicit $mode, implicit $exec
|
||||
$agpr0_agpr1_agpr2_agpr3 = V_MFMA_F32_4X4X1F32_e64 $vgpr1, $vgpr0, $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3, 0, 0, 0, implicit $mode, implicit $exec
|
||||
DBG_VALUE
|
||||
$agpr0_agpr1_agpr2_agpr3 = V_MFMA_F32_4X4X1F32_e64 $vgpr1, $vgpr0, $agpr0_agpr1_agpr2_agpr3, 0, 0, 0, implicit $mode, implicit $exec
|
||||
...
|
||||
|
||||
---
|
||||
name: mfma_padding_8_pass
|
||||
body: |
|
||||
bb.0:
|
||||
; gfx908-DEFAULT-LABEL: name: mfma_padding_8_pass
|
||||
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...
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---
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body: |
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|
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...
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...
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body: |
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