flang/lib/Optimizer/Transforms/SimplifyIntrinsics.cpp

   1 //===- SimplifyIntrinsics.cpp -- replace intrinsics with simpler form -----===//
   2 //
   3 // Part of the LLVM Project, under the Apache License v2.0 with LLVM Exceptions.
   4 // See https://llvm.org/LICENSE.txt for license information.
   5 // SPDX-License-Identifier: Apache-2.0 WITH LLVM-exception
   6 //
   7 //===----------------------------------------------------------------------===//
   8
   9 //===----------------------------------------------------------------------===//
  10 /// \file
  11 /// This pass looks for suitable calls to runtime library for intrinsics that
  12 /// can be simplified/specialized and replaces with a specialized function.
  13 ///
  14 /// For example, SUM(arr) can be specialized as a simple function with one loop,
  15 /// compared to the three arguments (plus file & line info) that the runtime
  16 /// call has - when the argument is a 1D-array (multiple loops may be needed
  17 //  for higher dimension arrays, of course)
  18 ///
  19 /// The general idea is that besides making the call simpler, it can also be
  20 /// inlined by other passes that run after this pass, which further improves
  21 /// performance, particularly when the work done in the function is trivial
  22 /// and small in size.
  23 //===----------------------------------------------------------------------===//
  24
  25 #include "flang/Optimizer/Builder/BoxValue.h"
  26 #include "flang/Optimizer/Builder/FIRBuilder.h"
  27 #include "flang/Optimizer/Builder/Todo.h"
  28 #include "flang/Optimizer/Dialect/FIROps.h"
  29 #include "flang/Optimizer/Dialect/FIRType.h"
  30 #include "flang/Optimizer/Support/FIRContext.h"
  31 #include "flang/Optimizer/Transforms/Passes.h"
  32 #include "flang/Runtime/entry-names.h"
  33 #include "mlir/Dialect/LLVMIR/LLVMDialect.h"
  34 #include "mlir/IR/Matchers.h"
  35 #include "mlir/IR/TypeUtilities.h"
  36 #include "mlir/Pass/Pass.h"
  37 #include "mlir/Transforms/DialectConversion.h"
  38 #include "mlir/Transforms/GreedyPatternRewriteDriver.h"
  39 #include "mlir/Transforms/RegionUtils.h"
  40 #include "llvm/ADT/Optional.h"
  41 #include "llvm/Support/Debug.h"
  42 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  43
  44 namespace fir {
  45 #define GEN_PASS_DEF_SIMPLIFYINTRINSICS
  46 #include "flang/Optimizer/Transforms/Passes.h.inc"
  47 } // namespace fir
  48
  49 #define RTNAME_STRINGIFY2(x) #x
  50 #define RTNAME_STRINGIFY(x) RTNAME_STRINGIFY2(x)
  51 #define RTNAME_STRING(x) RTNAME_STRINGIFY(RTNAME(x))
  52
  53 #define DEBUG_TYPE "flang-simplify-intrinsics"
  54
  55 namespace {
  56
  57 class SimplifyIntrinsicsPass
  58     : public fir::impl::SimplifyIntrinsicsBase<SimplifyIntrinsicsPass> {
  59   using FunctionTypeGeneratorTy =
  60       llvm::function_ref<mlir::FunctionType(fir::FirOpBuilder &)>;
  61   using FunctionBodyGeneratorTy =
  62       llvm::function_ref<void(fir::FirOpBuilder &, mlir::func::FuncOp &)>;
  63   using GenReductionBodyTy = llvm::function_ref<void(
  64       fir::FirOpBuilder &builder, mlir::func::FuncOp &funcOp)>;
  65
  66 public:
  67   /// Generate a new function implementing a simplified version
  68   /// of a Fortran runtime function defined by \p basename name.
  69   /// \p typeGenerator is a callback that generates the new function's type.
  70   /// \p bodyGenerator is a callback that generates the new function's body.
  71   /// The new function is created in the \p builder's Module.
  72   mlir::func::FuncOp getOrCreateFunction(fir::FirOpBuilder &builder,
  73                                          const mlir::StringRef &basename,
  74                                          FunctionTypeGeneratorTy typeGenerator,
  75                                          FunctionBodyGeneratorTy bodyGenerator);
  76   void runOnOperation() override;
  77   void getDependentDialects(mlir::DialectRegistry &registry) const override;
  78
  79 private:
  80   /// Helper function to replace a reduction type of call with its
  81   /// simplified form. The actual function is generated using a callback
  82   /// function.
  83   /// \p call is the call to be replaced
  84   /// \p kindMap is used to create FIROpBuilder
  85   /// \p genBodyFunc is the callback that builds the replacement function
  86   void simplifyReduction(fir::CallOp call, const fir::KindMapping &kindMap,
  87                          GenReductionBodyTy genBodyFunc);
  88 };
  89
  90 } // namespace
  91
  92 /// Generate function type for the simplified version of RTNAME(Sum) and
  93 /// similar functions with a fir.box<none> type returning \p elementType.
  94 static mlir::FunctionType genNoneBoxType(fir::FirOpBuilder &builder,
  95                                          const mlir::Type &elementType) {
  96   mlir::Type boxType = fir::BoxType::get(builder.getNoneType());
  97   return mlir::FunctionType::get(builder.getContext(), {boxType},
  98                                  {elementType});
  99 }
 100
 101 using BodyOpGeneratorTy = llvm::function_ref<mlir::Value(
 102     fir::FirOpBuilder &, mlir::Location, const mlir::Type &, mlir::Value,
 103     mlir::Value)>;
 104 using InitValGeneratorTy = llvm::function_ref<mlir::Value(
 105     fir::FirOpBuilder &, mlir::Location, const mlir::Type &)>;
 106
 107 /// Generate the reduction loop into \p funcOp.
 108 ///
 109 /// \p initVal is a function, called to get the initial value for
 110 ///    the reduction value
 111 /// \p genBody is called to fill in the actual reduciton operation
 112 ///    for example add for SUM, MAX for MAXVAL, etc.
 113 static void genReductionLoop(fir::FirOpBuilder &builder,
 114                              mlir::func::FuncOp &funcOp,
 115                              InitValGeneratorTy initVal,
 116                              BodyOpGeneratorTy genBody) {
 117   auto loc = mlir::UnknownLoc::get(builder.getContext());
 118   mlir::Type elementType = funcOp.getResultTypes()[0];
 119   builder.setInsertionPointToEnd(funcOp.addEntryBlock());
 120
 121   mlir::IndexType idxTy = builder.getIndexType();
 122
 123   mlir::Block::BlockArgListType args = funcOp.front().getArguments();
 124   mlir::Value arg = args[0];
 125
 126   mlir::Value zeroIdx = builder.createIntegerConstant(loc, idxTy, 0);
 127
 128   fir::SequenceType::Shape flatShape = {fir::SequenceType::getUnknownExtent()};
 129   mlir::Type arrTy = fir::SequenceType::get(flatShape, elementType);
 130   mlir::Type boxArrTy = fir::BoxType::get(arrTy);
 131   mlir::Value array = builder.create<fir::ConvertOp>(loc, boxArrTy, arg);
 132   auto dims =
 133       builder.create<fir::BoxDimsOp>(loc, idxTy, idxTy, idxTy, array, zeroIdx);
 134   mlir::Value len = dims.getResult(1);
 135   mlir::Value one = builder.createIntegerConstant(loc, idxTy, 1);
 136   mlir::Value step = one;
 137
 138   // We use C indexing here, so len-1 as loopcount
 139   mlir::Value loopCount = builder.create<mlir::arith::SubIOp>(loc, len, one);
 140   mlir::Value init = initVal(builder, loc, elementType);
 141   auto loop = builder.create<fir::DoLoopOp>(loc, zeroIdx, loopCount, step,
 142                                             /*unordered=*/false,
 143                                             /*finalCountValue=*/false, init);
 144   mlir::Value reductionVal = loop.getRegionIterArgs()[0];
 145
 146   // Begin loop code
 147   mlir::OpBuilder::InsertPoint loopEndPt = builder.saveInsertionPoint();
 148   builder.setInsertionPointToStart(loop.getBody());
 149
 150   mlir::Type eleRefTy = builder.getRefType(elementType);
 151   mlir::Value index = loop.getInductionVar();
 152   mlir::Value addr =
 153       builder.create<fir::CoordinateOp>(loc, eleRefTy, array, index);
 154   mlir::Value elem = builder.create<fir::LoadOp>(loc, addr);
 155
 156   reductionVal = genBody(builder, loc, elementType, elem, reductionVal);
 157
 158   builder.create<fir::ResultOp>(loc, reductionVal);
 159   // End of loop.
 160   builder.restoreInsertionPoint(loopEndPt);
 161
 162   mlir::Value resultVal = loop.getResult(0);
 163   builder.create<mlir::func::ReturnOp>(loc, resultVal);
 164 }
 165
 166 /// Generate function body of the simplified version of RTNAME(Sum)
 167 /// with signature provided by \p funcOp. The caller is responsible
 168 /// for saving/restoring the original insertion point of \p builder.
 169 /// \p funcOp is expected to be empty on entry to this function.
 170 static void genRuntimeSumBody(fir::FirOpBuilder &builder,
 171                               mlir::func::FuncOp &funcOp) {
 172   // function RTNAME(Sum)<T>_simplified(arr)
 173   //   T, dimension(:) :: arr
 174   //   T sum = 0
 175   //   integer iter
 176   //   do iter = 0, extent(arr)
 177   //     sum = sum + arr[iter]
 178   //   end do
 179   //   RTNAME(Sum)<T>_simplified = sum
 180   // end function RTNAME(Sum)<T>_simplified
 181   auto zero = [](fir::FirOpBuilder builder, mlir::Location loc,
 182                  mlir::Type elementType) {
 183     if (auto ty = elementType.dyn_cast<mlir::FloatType>()) {
 184       const llvm::fltSemantics &sem = ty.getFloatSemantics();
 185       return builder.createRealConstant(loc, elementType,
 186                                         llvm::APFloat::getZero(sem));
 187     }
 188     return builder.createIntegerConstant(loc, elementType, 0);
 189   };
 190
 191   auto genBodyOp = [](fir::FirOpBuilder builder, mlir::Location loc,
 192                       mlir::Type elementType, mlir::Value elem1,
 193                       mlir::Value elem2) -> mlir::Value {
 194     if (elementType.isa<mlir::FloatType>())
 195       return builder.create<mlir::arith::AddFOp>(loc, elem1, elem2);
 196     if (elementType.isa<mlir::IntegerType>())
 197       return builder.create<mlir::arith::AddIOp>(loc, elem1, elem2);
 198
 199     llvm_unreachable("unsupported type");
 200     return {};
 201   };
 202
 203   genReductionLoop(builder, funcOp, zero, genBodyOp);
 204 }
 205
 206 static void genRuntimeMaxvalBody(fir::FirOpBuilder &builder,
 207                                  mlir::func::FuncOp &funcOp) {
 208   auto init = [](fir::FirOpBuilder builder, mlir::Location loc,
 209                  mlir::Type elementType) {
 210     if (auto ty = elementType.dyn_cast<mlir::FloatType>()) {
 211       const llvm::fltSemantics &sem = ty.getFloatSemantics();
 212       return builder.createRealConstant(
 213           loc, elementType, llvm::APFloat::getLargest(sem, /*Negative=*/true));
 214     }
 215     unsigned bits = elementType.getIntOrFloatBitWidth();
 216     int64_t minInt = llvm::APInt::getSignedMinValue(bits).getSExtValue();
 217     return builder.createIntegerConstant(loc, elementType, minInt);
 218   };
 219
 220   auto genBodyOp = [](fir::FirOpBuilder builder, mlir::Location loc,
 221                       mlir::Type elementType, mlir::Value elem1,
 222                       mlir::Value elem2) -> mlir::Value {
 223     if (elementType.isa<mlir::FloatType>())
 224       return builder.create<mlir::arith::MaxFOp>(loc, elem1, elem2);
 225     if (elementType.isa<mlir::IntegerType>())
 226       return builder.create<mlir::arith::MaxSIOp>(loc, elem1, elem2);
 227
 228     llvm_unreachable("unsupported type");
 229     return {};
 230   };
 231   genReductionLoop(builder, funcOp, init, genBodyOp);
 232 }
 233
 234 /// Generate function type for the simplified version of RTNAME(DotProduct)
 235 /// operating on the given \p elementType.
 236 static mlir::FunctionType genRuntimeDotType(fir::FirOpBuilder &builder,
 237                                             const mlir::Type &elementType) {
 238   mlir::Type boxType = fir::BoxType::get(builder.getNoneType());
 239   return mlir::FunctionType::get(builder.getContext(), {boxType, boxType},
 240                                  {elementType});
 241 }
 242
 243 /// Generate function body of the simplified version of RTNAME(DotProduct)
 244 /// with signature provided by \p funcOp. The caller is responsible
 245 /// for saving/restoring the original insertion point of \p builder.
 246 /// \p funcOp is expected to be empty on entry to this function.
 247 /// \p arg1ElementTy and \p arg2ElementTy specify elements types
 248 /// of the underlying array objects - they are used to generate proper
 249 /// element accesses.
 250 static void genRuntimeDotBody(fir::FirOpBuilder &builder,
 251                               mlir::func::FuncOp &funcOp,
 252                               mlir::Type arg1ElementTy,
 253                               mlir::Type arg2ElementTy) {
 254   // function RTNAME(DotProduct)<T>_simplified(arr1, arr2)
 255   //   T, dimension(:) :: arr1, arr2
 256   //   T product = 0
 257   //   integer iter
 258   //   do iter = 0, extent(arr1)
 259   //     product = product + arr1[iter] * arr2[iter]
 260   //   end do
 261   //   RTNAME(ADotProduct)<T>_simplified = product
 262   // end function RTNAME(DotProduct)<T>_simplified
 263   auto loc = mlir::UnknownLoc::get(builder.getContext());
 264   mlir::Type resultElementType = funcOp.getResultTypes()[0];
 265   builder.setInsertionPointToEnd(funcOp.addEntryBlock());
 266
 267   mlir::IndexType idxTy = builder.getIndexType();
 268
 269   mlir::Value zero =
 270       resultElementType.isa<mlir::FloatType>()
 271           ? builder.createRealConstant(loc, resultElementType, 0.0)
 272           : builder.createIntegerConstant(loc, resultElementType, 0);
 273
 274   mlir::Block::BlockArgListType args = funcOp.front().getArguments();
 275   mlir::Value arg1 = args[0];
 276   mlir::Value arg2 = args[1];
 277
 278   mlir::Value zeroIdx = builder.createIntegerConstant(loc, idxTy, 0);
 279
 280   fir::SequenceType::Shape flatShape = {fir::SequenceType::getUnknownExtent()};
 281   mlir::Type arrTy1 = fir::SequenceType::get(flatShape, arg1ElementTy);
 282   mlir::Type boxArrTy1 = fir::BoxType::get(arrTy1);
 283   mlir::Value array1 = builder.create<fir::ConvertOp>(loc, boxArrTy1, arg1);
 284   mlir::Type arrTy2 = fir::SequenceType::get(flatShape, arg2ElementTy);
 285   mlir::Type boxArrTy2 = fir::BoxType::get(arrTy2);
 286   mlir::Value array2 = builder.create<fir::ConvertOp>(loc, boxArrTy2, arg2);
 287   // This version takes the loop trip count from the first argument.
 288   // If the first argument's box has unknown (at compilation time)
 289   // extent, then it may be better to take the extent from the second
 290   // argument - so that after inlining the loop may be better optimized, e.g.
 291   // fully unrolled. This requires generating two versions of the simplified
 292   // function and some analysis at the call site to choose which version
 293   // is more profitable to call.
 294   // Note that we can assume that both arguments have the same extent.
 295   auto dims =
 296       builder.create<fir::BoxDimsOp>(loc, idxTy, idxTy, idxTy, array1, zeroIdx);
 297   mlir::Value len = dims.getResult(1);
 298   mlir::Value one = builder.createIntegerConstant(loc, idxTy, 1);
 299   mlir::Value step = one;
 300
 301   // We use C indexing here, so len-1 as loopcount
 302   mlir::Value loopCount = builder.create<mlir::arith::SubIOp>(loc, len, one);
 303   auto loop = builder.create<fir::DoLoopOp>(loc, zeroIdx, loopCount, step,
 304                                             /*unordered=*/false,
 305                                             /*finalCountValue=*/false, zero);
 306   mlir::Value sumVal = loop.getRegionIterArgs()[0];
 307
 308   // Begin loop code
 309   mlir::OpBuilder::InsertPoint loopEndPt = builder.saveInsertionPoint();
 310   builder.setInsertionPointToStart(loop.getBody());
 311
 312   mlir::Type eleRef1Ty = builder.getRefType(arg1ElementTy);
 313   mlir::Value index = loop.getInductionVar();
 314   mlir::Value addr1 =
 315       builder.create<fir::CoordinateOp>(loc, eleRef1Ty, array1, index);
 316   mlir::Value elem1 = builder.create<fir::LoadOp>(loc, addr1);
 317   // Convert to the result type.
 318   elem1 = builder.create<fir::ConvertOp>(loc, resultElementType, elem1);
 319
 320   mlir::Type eleRef2Ty = builder.getRefType(arg2ElementTy);
 321   mlir::Value addr2 =
 322       builder.create<fir::CoordinateOp>(loc, eleRef2Ty, array2, index);
 323   mlir::Value elem2 = builder.create<fir::LoadOp>(loc, addr2);
 324   // Convert to the result type.
 325   elem2 = builder.create<fir::ConvertOp>(loc, resultElementType, elem2);
 326
 327   if (resultElementType.isa<mlir::FloatType>())
 328     sumVal = builder.create<mlir::arith::AddFOp>(
 329         loc, builder.create<mlir::arith::MulFOp>(loc, elem1, elem2), sumVal);
 330   else if (resultElementType.isa<mlir::IntegerType>())
 331     sumVal = builder.create<mlir::arith::AddIOp>(
 332         loc, builder.create<mlir::arith::MulIOp>(loc, elem1, elem2), sumVal);
 333   else
 334     llvm_unreachable("unsupported type");
 335
 336   builder.create<fir::ResultOp>(loc, sumVal);
 337   // End of loop.
 338   builder.restoreInsertionPoint(loopEndPt);
 339
 340   mlir::Value resultVal = loop.getResult(0);
 341   builder.create<mlir::func::ReturnOp>(loc, resultVal);
 342 }
 343
 344 mlir::func::FuncOp SimplifyIntrinsicsPass::getOrCreateFunction(
 345     fir::FirOpBuilder &builder, const mlir::StringRef &baseName,
 346     FunctionTypeGeneratorTy typeGenerator,
 347     FunctionBodyGeneratorTy bodyGenerator) {
 348   // WARNING: if the function generated here changes its signature
 349   //          or behavior (the body code), we should probably embed some
 350   //          versioning information into its name, otherwise libraries
 351   //          statically linked with older versions of Flang may stop
 352   //          working with object files created with newer Flang.
 353   //          We can also avoid this by using internal linkage, but
 354   //          this may increase the size of final executable/shared library.
 355   std::string replacementName = mlir::Twine{baseName, "_simplified"}.str();
 356   mlir::ModuleOp module = builder.getModule();
 357   // If we already have a function, just return it.
 358   mlir::func::FuncOp newFunc =
 359       fir::FirOpBuilder::getNamedFunction(module, replacementName);
 360   mlir::FunctionType fType = typeGenerator(builder);
 361   if (newFunc) {
 362     assert(newFunc.getFunctionType() == fType &&
 363            "type mismatch for simplified function");
 364     return newFunc;
 365   }
 366
 367   // Need to build the function!
 368   auto loc = mlir::UnknownLoc::get(builder.getContext());
 369   newFunc =
 370       fir::FirOpBuilder::createFunction(loc, module, replacementName, fType);
 371   auto inlineLinkage = mlir::LLVM::linkage::Linkage::LinkonceODR;
 372   auto linkage =
 373       mlir::LLVM::LinkageAttr::get(builder.getContext(), inlineLinkage);
 374   newFunc->setAttr("llvm.linkage", linkage);
 375
 376   // Save the position of the original call.
 377   mlir::OpBuilder::InsertPoint insertPt = builder.saveInsertionPoint();
 378
 379   bodyGenerator(builder, newFunc);
 380
 381   // Now back to where we were adding code earlier...
 382   builder.restoreInsertionPoint(insertPt);
 383
 384   return newFunc;
 385 }
 386
 387 fir::ConvertOp expectConvertOp(mlir::Value val) {
 388   if (fir::ConvertOp op =
 389           mlir::dyn_cast_or_null<fir::ConvertOp>(val.getDefiningOp()))
 390     return op;
 391   LLVM_DEBUG(llvm::dbgs() << "Didn't find expected fir::ConvertOp\n");
 392   return nullptr;
 393 }
 394
 395 static bool isOperandAbsent(mlir::Value val) {
 396   if (auto op = expectConvertOp(val)) {
 397     assert(op->getOperands().size() != 0);
 398     return mlir::isa_and_nonnull<fir::AbsentOp>(
 399         op->getOperand(0).getDefiningOp());
 400   }
 401   return false;
 402 }
 403
 404 static bool isZero(mlir::Value val) {
 405   if (auto op = expectConvertOp(val)) {
 406     assert(op->getOperands().size() != 0);
 407     if (mlir::Operation *defOp = op->getOperand(0).getDefiningOp())
 408       return mlir::matchPattern(defOp, mlir::m_Zero());
 409   }
 410   return false;
 411 }
 412
 413 static mlir::Value findShape(mlir::Value val) {
 414   if (auto op = expectConvertOp(val)) {
 415     assert(op->getOperands().size() != 0);
 416     if (auto box = mlir::dyn_cast_or_null<fir::EmboxOp>(
 417             op->getOperand(0).getDefiningOp()))
 418       return box.getShape();
 419   }
 420   return {};
 421 }
 422
 423 static unsigned getDimCount(mlir::Value val) {
 424   if (mlir::Value shapeVal = findShape(val)) {
 425     mlir::Type resType = shapeVal.getDefiningOp()->getResultTypes()[0];
 426     return fir::getRankOfShapeType(resType);
 427   }
 428   return 0;
 429 }
 430
 431 /// Given the call operation's box argument \p val, discover
 432 /// the element type of the underlying array object.
 433 /// \returns the element type or llvm::None if the type cannot
 434 /// be reliably found.
 435 /// We expect that the argument is a result of fir.convert
 436 /// with the destination type of !fir.box<none>.
 437 static llvm::Optional<mlir::Type> getArgElementType(mlir::Value val) {
 438   mlir::Operation *defOp;
 439   do {
 440     defOp = val.getDefiningOp();
 441     // Analyze only sequences of convert operations.
 442     if (!mlir::isa<fir::ConvertOp>(defOp))
 443       return llvm::None;
 444     val = defOp->getOperand(0);
 445     // The convert operation is expected to convert from one
 446     // box type to another box type.
 447     auto boxType = val.getType().cast<fir::BoxType>();
 448     auto elementType = fir::unwrapSeqOrBoxedSeqType(boxType);
 449     if (!elementType.isa<mlir::NoneType>())
 450       return elementType;
 451   } while (true);
 452 }
 453
 454 void SimplifyIntrinsicsPass::simplifyReduction(fir::CallOp call,
 455                                                const fir::KindMapping &kindMap,
 456                                                GenReductionBodyTy genBodyFunc) {
 457   mlir::SymbolRefAttr callee = call.getCalleeAttr();
 458   mlir::StringRef funcName = callee.getLeafReference().getValue();
 459   mlir::Operation::operand_range args = call.getArgs();
 460   // args[1] and args[2] are source filename and line number, ignored.
 461   const mlir::Value &dim = args[3];
 462   const mlir::Value &mask = args[4];
 463   // dim is zero when it is absent, which is an implementation
 464   // detail in the runtime library.
 465   bool dimAndMaskAbsent = isZero(dim) && isOperandAbsent(mask);
 466   unsigned rank = getDimCount(args[0]);
 467   if (dimAndMaskAbsent && rank == 1) {
 468     mlir::Location loc = call.getLoc();
 469     fir::FirOpBuilder builder(call, kindMap);
 470
 471     // Support only floating point and integer results now.
 472     mlir::Type resultType = call.getResult(0).getType();
 473     if (!resultType.isa<mlir::FloatType>() &&
 474         !resultType.isa<mlir::IntegerType>())
 475       return;
 476
 477     auto argType = getArgElementType(args[0]);
 478     if (!argType)
 479       return;
 480     assert(*argType == resultType &&
 481            "Argument/result types mismatch in reduction");
 482
 483     auto typeGenerator = [&resultType](fir::FirOpBuilder &builder) {
 484       return genNoneBoxType(builder, resultType);
 485     };
 486     mlir::func::FuncOp newFunc =
 487         getOrCreateFunction(builder, funcName, typeGenerator, genBodyFunc);
 488     auto newCall =
 489         builder.create<fir::CallOp>(loc, newFunc, mlir::ValueRange{args[0]});
 490     call->replaceAllUsesWith(newCall.getResults());
 491     call->dropAllReferences();
 492     call->erase();
 493   }
 494 }
 495
 496 void SimplifyIntrinsicsPass::runOnOperation() {
 497   LLVM_DEBUG(llvm::dbgs() << "=== Begin " DEBUG_TYPE " ===\n");
 498   mlir::ModuleOp module = getOperation();
 499   fir::KindMapping kindMap = fir::getKindMapping(module);
 500   module.walk([&](mlir::Operation *op) {
 501     if (auto call = mlir::dyn_cast<fir::CallOp>(op)) {
 502       if (mlir::SymbolRefAttr callee = call.getCalleeAttr()) {
 503         mlir::StringRef funcName = callee.getLeafReference().getValue();
 504         // Replace call to runtime function for SUM when it has single
 505         // argument (no dim or mask argument) for 1D arrays with either
 506         // Integer4 or Real8 types. Other forms are ignored.
 507         // The new function is added to the module.
 508         //
 509         // Prototype for runtime call (from sum.cpp):
 510         // RTNAME(Sum<T>)(const Descriptor &x, const char *source, int line,
 511         //                int dim, const Descriptor *mask)
 512         //
 513         if (funcName.startswith(RTNAME_STRING(Sum))) {
 514           simplifyReduction(call, kindMap, genRuntimeSumBody);
 515           return;
 516         }
 517         if (funcName.startswith(RTNAME_STRING(DotProduct))) {
 518           LLVM_DEBUG(llvm::dbgs() << "Handling " << funcName << "\n");
 519           LLVM_DEBUG(llvm::dbgs() << "Call operation:\n"; op->dump();
 520                      llvm::dbgs() << "\n");
 521           mlir::Operation::operand_range args = call.getArgs();
 522           const mlir::Value &v1 = args[0];
 523           const mlir::Value &v2 = args[1];
 524           mlir::Location loc = call.getLoc();
 525           fir::FirOpBuilder builder(op, kindMap);
 526
 527           mlir::Type type = call.getResult(0).getType();
 528           if (!type.isa<mlir::FloatType>() && !type.isa<mlir::IntegerType>())
 529             return;
 530
 531           // Try to find the element types of the boxed arguments.
 532           auto arg1Type = getArgElementType(v1);
 533           auto arg2Type = getArgElementType(v2);
 534
 535           if (!arg1Type || !arg2Type)
 536             return;
 537
 538           // Support only floating point and integer arguments
 539           // now (e.g. logical is skipped here).
 540           if (!arg1Type->isa<mlir::FloatType>() &&
 541               !arg1Type->isa<mlir::IntegerType>())
 542             return;
 543           if (!arg2Type->isa<mlir::FloatType>() &&
 544               !arg2Type->isa<mlir::IntegerType>())
 545             return;
 546
 547           auto typeGenerator = [&type](fir::FirOpBuilder &builder) {
 548             return genRuntimeDotType(builder, type);
 549           };
 550           auto bodyGenerator = [&arg1Type,
 551                                 &arg2Type](fir::FirOpBuilder &builder,
 552                                            mlir::func::FuncOp &funcOp) {
 553             genRuntimeDotBody(builder, funcOp, *arg1Type, *arg2Type);
 554           };
 555
 556           // Suffix the function name with the element types
 557           // of the arguments.
 558           std::string typedFuncName(funcName);
 559           llvm::raw_string_ostream nameOS(typedFuncName);
 560           nameOS << "_";
 561           arg1Type->print(nameOS);
 562           nameOS << "_";
 563           arg2Type->print(nameOS);
 564
 565           mlir::func::FuncOp newFunc = getOrCreateFunction(
 566               builder, typedFuncName, typeGenerator, bodyGenerator);
 567           auto newCall = builder.create<fir::CallOp>(loc, newFunc,
 568                                                      mlir::ValueRange{v1, v2});
 569           call->replaceAllUsesWith(newCall.getResults());
 570           call->dropAllReferences();
 571           call->erase();
 572
 573           LLVM_DEBUG(llvm::dbgs() << "Replaced with:\n"; newCall.dump();
 574                      llvm::dbgs() << "\n");
 575           return;
 576         }
 577         if (funcName.startswith(RTNAME_STRING(Maxval))) {
 578           simplifyReduction(call, kindMap, genRuntimeMaxvalBody);
 579           return;
 580         }
 581       }
 582     }
 583   });
 584   LLVM_DEBUG(llvm::dbgs() << "=== End " DEBUG_TYPE " ===\n");
 585 }
 586
 587 void SimplifyIntrinsicsPass::getDependentDialects(
 588     mlir::DialectRegistry &registry) const {
 589   // LLVM::LinkageAttr creation requires that LLVM dialect is loaded.
 590   registry.insert<mlir::LLVM::LLVMDialect>();
 591 }
 592 std::unique_ptr<mlir::Pass> fir::createSimplifyIntrinsicsPass() {
 593   return std::make_unique<SimplifyIntrinsicsPass>();
 594 }