[OpenMP] Detect SPMD compatible kernels and execute them as such
authorJohannes Doerfert <johannes@jdoerfert.de>
Wed, 23 Jun 2021 21:33:49 +0000 (16:33 -0500)
committerJohannes Doerfert <johannes@jdoerfert.de>
Sat, 10 Jul 2021 23:44:25 +0000 (18:44 -0500)
In the spirit of TRegions [0], this patch analyzes a kernel and tracks
if it can be executed in SPMD-mode. If so, we flip the arguments of
the __kmpc_target_init and deinit call to enable the mode. We also
update the `<kernel>_exec_mode` flag to indicate to the runtime we
changed the mode to SPMD.

The code analysis is done interprocedurally by extending the
AAKernelInfo abstract attribute to track SPMD compatibility as well.

[0] https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-030-28596-8_11

Differential Revision: https://reviews.llvm.org/D102307

clang/test/OpenMP/remarks_parallel_in_multiple_target_state_machines.c
clang/test/OpenMP/remarks_parallel_in_target_state_machine.c
llvm/include/llvm/Frontend/OpenMP/OMPConstants.h
llvm/lib/IR/Assumptions.cpp
llvm/lib/Transforms/IPO/OpenMPOpt.cpp
llvm/test/Transforms/OpenMP/custom_state_machines.ll
llvm/test/Transforms/OpenMP/custom_state_machines_remarks.ll
llvm/test/Transforms/OpenMP/spmdization.ll [new file with mode: 0644]
llvm/test/Transforms/OpenMP/spmdization_remarks.ll [new file with mode: 0644]

index d50311f..20142d9 100644 (file)
@@ -4,6 +4,8 @@
 
 // host-no-diagnostics
 
+void baz(void) __attribute__((assume("omp_no_openmp")));
+
 void bar1(void) {
 #pragma omp parallel // #0
                      // all-remark@#0 {{Found a parallel region that is called in a target region but not part of a combined target construct nor nested inside a target construct without intermediate code. This can lead to excessive register usage for unrelated target regions in the same translation unit due to spurious call edges assumed by ptxas.}}
@@ -27,6 +29,7 @@ void foo1(void) {
                          // all-remark@#2 {{Target region containing the parallel region that is specialized. (parallel region ID: __omp_outlined__1_wrapper, kernel ID: __omp_offloading}}
                          // all-remark@#2 {{Target region containing the parallel region that is specialized. (parallel region ID: __omp_outlined__2_wrapper, kernel ID: __omp_offloading}}
   {
+    baz();           // all-remark {{Kernel will be executed in generic-mode due to this potential side-effect, consider to add `__attribute__((assume("ompx_spmd_amenable")))` to the called function '_Z3bazv'.}}
 #pragma omp parallel // #3
                      // all-remark@#3 {{Found a parallel region that is called in a target region but not part of a combined target construct nor nested inside a target construct without intermediate code. This can lead to excessive register usage for unrelated target regions in the same translation unit due to spurious call edges assumed by ptxas.}}
                      // all-remark@#3 {{Specialize parallel region that is only reached from a single target region to avoid spurious call edges and excessive register usage in other target regions. (parallel region ID: __omp_outlined__1_wrapper, kernel ID: __omp_offloading}}
@@ -47,6 +50,7 @@ void foo2(void) {
                          // all-remark@#5 {{Target region containing the parallel region that is specialized. (parallel region ID: __omp_outlined__5_wrapper, kernel ID: __omp_offloading}}
                          // all-remark@#5 {{Target region containing the parallel region that is specialized. (parallel region ID: __omp_outlined__4_wrapper, kernel ID: __omp_offloading}}
   {
+    baz();           // all-remark {{Kernel will be executed in generic-mode due to this potential side-effect, consider to add `__attribute__((assume("ompx_spmd_amenable")))` to the called function '_Z3bazv'.}}
 #pragma omp parallel // #6
                      // all-remark@#6 {{Found a parallel region that is called in a target region but not part of a combined target construct nor nested inside a target construct without intermediate code. This can lead to excessive register usage for unrelated target regions in the same translation unit due to spurious call edges assumed by ptxas.}}
                      // all-remark@#6 {{Specialize parallel region that is only reached from a single target region to avoid spurious call edges and excessive register usage in other target regions. (parallel region ID: __omp_outlined__4_wrapper, kernel ID: __omp_offloading}}
@@ -70,6 +74,7 @@ void foo3(void) {
                          // all-remark@#8 {{Target region containing the parallel region that is specialized. (parallel region ID: __omp_outlined__7_wrapper, kernel ID: __omp_offloading}}
                          // all-remark@#8 {{Target region containing the parallel region that is specialized. (parallel region ID: __omp_outlined__8_wrapper, kernel ID: __omp_offloading}}
   {
+    baz();           // all-remark {{Kernel will be executed in generic-mode due to this potential side-effect, consider to add `__attribute__((assume("ompx_spmd_amenable")))` to the called function '_Z3bazv'.}}
 #pragma omp parallel // #9
                      // all-remark@#9 {{Found a parallel region that is called in a target region but not part of a combined target construct nor nested inside a target construct without intermediate code. This can lead to excessive register usage for unrelated target regions in the same translation unit due to spurious call edges assumed by ptxas.}}
                      // all-remark@#9 {{Specialize parallel region that is only reached from a single target region to avoid spurious call edges and excessive register usage in other target regions. (parallel region ID: __omp_outlined__7_wrapper, kernel ID: __omp_offloading}}
index cc656b7..b461000 100644 (file)
@@ -4,6 +4,8 @@
 
 // host-no-diagnostics
 
+void baz(void) __attribute__((assume("omp_no_openmp")));
+
 void bar(void) {
 #pragma omp parallel // #1                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           \
                      // expected-remark@#1 {{Found a parallel region that is called in a target region but not part of a combined target construct nor nested inside a target construct without intermediate code. This can lead to excessive register usage for unrelated target regions in the same translation unit due to spurious call edges assumed by ptxas.}} \
@@ -18,6 +20,7 @@ void foo(void) {
                          // expected-remark@#2 {{Target region containing the parallel region that is specialized. (parallel region ID: __omp_outlined__1_wrapper, kernel ID: __omp_offloading}} \
                          // expected-remark@#2 {{Target region containing the parallel region that is specialized. (parallel region ID: __omp_outlined__2_wrapper, kernel ID: __omp_offloading}}
   {
+    baz();           // expected-remark {{Kernel will be executed in generic-mode due to this potential side-effect, consider to add `__attribute__((assume("ompx_spmd_amenable")))` to the called function '_Z3bazv'.}}
 #pragma omp parallel // #3                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           \
                      // expected-remark@#3 {{Found a parallel region that is called in a target region but not part of a combined target construct nor nested inside a target construct without intermediate code. This can lead to excessive register usage for unrelated target regions in the same translation unit due to spurious call edges assumed by ptxas.}} \
                      // expected-remark@#3 {{Specialize parallel region that is only reached from a single target region to avoid spurious call edges and excessive register usage in other target regions. (parallel region ID: __omp_outlined__1_wrapper, kernel ID: __omp_offloading}}
index a05aa23..d174cc8 100644 (file)
@@ -111,7 +111,10 @@ inline std::string getAllAssumeClauseOptions() {
 /// Todo: Update kmp.h to include this file, and remove the enums in kmp.h
 ///       To complete this, more enum values will need to be moved here.
 enum class OMPScheduleType {
+  StaticChunked = 33,
   Static = 34, // static unspecialized
+  DistributeChunked = 91,
+  Distribute = 92,
   DynamicChunked = 35,
   GuidedChunked = 36, // guided unspecialized
   Runtime = 37,
index 1bd8b7f..6498114 100644 (file)
@@ -33,4 +33,5 @@ StringSet<> llvm::KnownAssumptionStrings({
     "omp_no_openmp",          // OpenMP 5.1
     "omp_no_openmp_routines", // OpenMP 5.1
     "omp_no_parallelism",     // OpenMP 5.1
+    "ompx_spmd_amenable",     // OpenMPOpt extension
 });
index ceb2d82..b30c33c 100644 (file)
@@ -27,6 +27,7 @@
 #include "llvm/Frontend/OpenMP/OMPIRBuilder.h"
 #include "llvm/IR/Assumptions.h"
 #include "llvm/IR/DiagnosticInfo.h"
+#include "llvm/IR/GlobalValue.h"
 #include "llvm/IR/Instruction.h"
 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
 #include "llvm/InitializePasses.h"
@@ -73,6 +74,9 @@ STATISTIC(NumOpenMPRuntimeFunctionUsesIdentified,
           "Number of OpenMP runtime function uses identified");
 STATISTIC(NumOpenMPTargetRegionKernels,
           "Number of OpenMP target region entry points (=kernels) identified");
+STATISTIC(NumOpenMPTargetRegionKernelsSPMD,
+          "Number of OpenMP target region entry points (=kernels) executed in "
+          "SPMD-mode instead of generic-mode");
 STATISTIC(NumOpenMPTargetRegionKernelsWithoutStateMachine,
           "Number of OpenMP target region entry points (=kernels) executed in "
           "generic-mode without a state machines");
@@ -481,6 +485,10 @@ struct KernelInfoState : AbstractState {
   /// State to track what parallel region we might reach.
   BooleanStateWithPtrSetVector<CallBase> ReachedUnknownParallelRegions;
 
+  /// State to track if we are in SPMD-mode, assumed or know, and why we decided
+  /// we cannot be.
+  BooleanStateWithPtrSetVector<Instruction> SPMDCompatibilityTracker;
+
   /// The __kmpc_target_init call in this kernel, if any. If we find more than
   /// one we abort as the kernel is malformed.
   CallBase *KernelInitCB = nullptr;
@@ -507,6 +515,7 @@ struct KernelInfoState : AbstractState {
   /// See AbstractState::indicatePessimisticFixpoint(...)
   ChangeStatus indicatePessimisticFixpoint() override {
     IsAtFixpoint = true;
+    SPMDCompatibilityTracker.indicatePessimisticFixpoint();
     ReachedUnknownParallelRegions.indicatePessimisticFixpoint();
     return ChangeStatus::CHANGED;
   }
@@ -522,6 +531,8 @@ struct KernelInfoState : AbstractState {
   const KernelInfoState &getAssumed() const { return *this; }
 
   bool operator==(const KernelInfoState &RHS) const {
+    if (SPMDCompatibilityTracker != RHS.SPMDCompatibilityTracker)
+      return false;
     if (ReachedKnownParallelRegions != RHS.ReachedKnownParallelRegions)
       return false;
     if (ReachedUnknownParallelRegions != RHS.ReachedUnknownParallelRegions)
@@ -552,6 +563,7 @@ struct KernelInfoState : AbstractState {
         indicatePessimisticFixpoint();
       KernelDeinitCB = KIS.KernelDeinitCB;
     }
+    SPMDCompatibilityTracker ^= KIS.SPMDCompatibilityTracker;
     ReachedKnownParallelRegions ^= KIS.ReachedKnownParallelRegions;
     ReachedUnknownParallelRegions ^= KIS.ReachedUnknownParallelRegions;
     return *this;
@@ -2669,8 +2681,10 @@ struct AAKernelInfo : public StateWrapper<KernelInfoState, AbstractAttribute> {
   const std::string getAsStr() const override {
     if (!isValidState())
       return "<invalid>";
-    return
-
+    return std::string(SPMDCompatibilityTracker.isAssumed() ? "SPMD"
+                                                            : "generic") +
+           std::string(SPMDCompatibilityTracker.isAtFixpoint() ? " [FIX]"
+                                                               : "") +
            std::string(" #PRs: ") +
            std::to_string(ReachedKnownParallelRegions.size()) +
            ", #Unknown PRs: " +
@@ -2745,8 +2759,9 @@ struct AAKernelInfoFunction : AAKernelInfo {
     assert((KernelInitCB && KernelDeinitCB) &&
            "Kernel without __kmpc_target_init or __kmpc_target_deinit!");
 
-    // For kernels we need to register a simplification callback so that the Attributor
-    // knows the constant arguments to ___kmpc_target_init and
+    // For kernels we might need to initialize/finalize the IsSPMD state and
+    // we need to register a simplification callback so that the Attributor
+    // knows the constant arguments to __kmpc_target_init and
     // __kmpc_target_deinit might actually change.
 
     Attributor::SimplifictionCallbackTy StateMachineSimplifyCB =
@@ -2767,10 +2782,45 @@ struct AAKernelInfoFunction : AAKernelInfo {
       return FalseVal;
     };
 
+    Attributor::SimplifictionCallbackTy IsSPMDModeSimplifyCB =
+        [&](const IRPosition &IRP, const AbstractAttribute *AA,
+            bool &UsedAssumedInformation) -> Optional<Value *> {
+      // IRP represents the "SPMDCompatibilityTracker" argument of an
+      // __kmpc_target_init or
+      // __kmpc_target_deinit call. We will answer this one with the internal
+      // state.
+      if (!isValidState())
+        return nullptr;
+      if (!SPMDCompatibilityTracker.isAtFixpoint()) {
+        if (AA)
+          A.recordDependence(*this, *AA, DepClassTy::OPTIONAL);
+        UsedAssumedInformation = true;
+      } else {
+        UsedAssumedInformation = false;
+      }
+      auto *Val = ConstantInt::getBool(IRP.getAnchorValue().getContext(),
+                                       SPMDCompatibilityTracker.isAssumed());
+      return Val;
+    };
+
+    constexpr const int InitIsSPMDArgNo = 1;
+    constexpr const int DeinitIsSPMDArgNo = 1;
     constexpr const int InitUseStateMachineArgNo = 2;
     A.registerSimplificationCallback(
         IRPosition::callsite_argument(*KernelInitCB, InitUseStateMachineArgNo),
         StateMachineSimplifyCB);
+    A.registerSimplificationCallback(
+        IRPosition::callsite_argument(*KernelInitCB, InitIsSPMDArgNo),
+        IsSPMDModeSimplifyCB);
+    A.registerSimplificationCallback(
+        IRPosition::callsite_argument(*KernelDeinitCB, DeinitIsSPMDArgNo),
+        IsSPMDModeSimplifyCB);
+
+    // Check if we know we are in SPMD-mode already.
+    ConstantInt *IsSPMDArg =
+        dyn_cast<ConstantInt>(KernelInitCB->getArgOperand(InitIsSPMDArgNo));
+    if (IsSPMDArg && !IsSPMDArg->isZero())
+      SPMDCompatibilityTracker.indicateOptimisticFixpoint();
   }
 
   /// Modify the IR based on the KernelInfoState as the fixpoint iteration is
@@ -2781,11 +2831,81 @@ struct AAKernelInfoFunction : AAKernelInfo {
     if (!KernelInitCB || !KernelDeinitCB)
       return ChangeStatus::UNCHANGED;
 
-    buildCustomStateMachine(A);
+    // Known SPMD-mode kernels need no manifest changes.
+    if (SPMDCompatibilityTracker.isKnown())
+      return ChangeStatus::UNCHANGED;
+
+    // If we can we change the execution mode to SPMD-mode otherwise we build a
+    // custom state machine.
+    if (!changeToSPMDMode(A))
+      buildCustomStateMachine(A);
 
     return ChangeStatus::CHANGED;
   }
 
+  bool changeToSPMDMode(Attributor &A) {
+    if (!SPMDCompatibilityTracker.isAssumed()) {
+      for (Instruction *NonCompatibleI : SPMDCompatibilityTracker) {
+        if (!NonCompatibleI)
+          continue;
+        auto Remark = [&](OptimizationRemarkAnalysis ORA) {
+          ORA << "Kernel will be executed in generic-mode due to this "
+                 "potential side-effect";
+          if (auto *CI = dyn_cast<CallBase>(NonCompatibleI)) {
+            if (Function *F = CI->getCalledFunction())
+              ORA << ", consider to add "
+                     "`__attribute__((assume(\"ompx_spmd_amenable\")))`"
+                     " to the called function '"
+                  << F->getName() << "'";
+          }
+          return ORA << ".";
+        };
+        A.emitRemark<OptimizationRemarkAnalysis>(
+            NonCompatibleI, "OpenMPKernelNonSPMDMode", Remark);
+
+        LLVM_DEBUG(dbgs() << TAG << "SPMD-incompatible side-effect: "
+                          << *NonCompatibleI << "\n");
+      }
+
+      return false;
+    }
+
+    // Adjust the global exec mode flag that tells the runtime what mode this
+    // kernel is executed in.
+    Function *Kernel = getAnchorScope();
+    GlobalVariable *ExecMode = Kernel->getParent()->getGlobalVariable(
+        (Kernel->getName() + "_exec_mode").str());
+    assert(ExecMode && "Kernel without exec mode?");
+    assert(ExecMode->getInitializer() &&
+           ExecMode->getInitializer()->isOneValue() &&
+           "Initially non-SPMD kernel has SPMD exec mode!");
+    ExecMode->setInitializer(
+        ConstantInt::get(ExecMode->getInitializer()->getType(), 0));
+
+    // Next rewrite the init and deinit calls to indicate we use SPMD-mode now.
+    const int InitIsSPMDArgNo = 1;
+    const int DeinitIsSPMDArgNo = 1;
+    const int InitUseStateMachineArgNo = 2;
+
+    auto &Ctx = getAnchorValue().getContext();
+    A.changeUseAfterManifest(KernelInitCB->getArgOperandUse(InitIsSPMDArgNo),
+                             *ConstantInt::getBool(Ctx, 1));
+    A.changeUseAfterManifest(
+        KernelInitCB->getArgOperandUse(InitUseStateMachineArgNo),
+        *ConstantInt::getBool(Ctx, 0));
+    A.changeUseAfterManifest(
+        KernelDeinitCB->getArgOperandUse(DeinitIsSPMDArgNo),
+        *ConstantInt::getBool(Ctx, 1));
+    ++NumOpenMPTargetRegionKernelsSPMD;
+
+    auto Remark = [&](OptimizationRemark OR) {
+      return OR << "Generic-mode kernel is changed to SPMD-mode.";
+    };
+    A.emitRemark<OptimizationRemark>(KernelInitCB, "OpenMPKernelSPMDMode",
+                                     Remark);
+    return true;
+  };
+
   ChangeStatus buildCustomStateMachine(Attributor &A) {
     assert(ReachedKnownParallelRegions.isValidState() &&
            "Custom state machine with invalid parallel region states?");
@@ -2809,7 +2929,7 @@ struct AAKernelInfoFunction : AAKernelInfo {
         !IsSPMD->isZero())
       return ChangeStatus::UNCHANGED;
 
-    // First, indicate we use a custom state machine now.
+    // If not SPMD mode, indicate we use a custom state machine now.
     auto &Ctx = getAnchorValue().getContext();
     auto *FalseVal = ConstantInt::getBool(Ctx, 0);
     A.changeUseAfterManifest(
@@ -3064,6 +3184,28 @@ struct AAKernelInfoFunction : AAKernelInfo {
   ChangeStatus updateImpl(Attributor &A) override {
     KernelInfoState StateBefore = getState();
 
+    // Callback to check a read/write instruction.
+    auto CheckRWInst = [&](Instruction &I) {
+      // We handle calls later.
+      if (isa<CallBase>(I))
+        return true;
+      // We only care about write effects.
+      if (!I.mayWriteToMemory())
+        return true;
+      if (auto *SI = dyn_cast<StoreInst>(&I)) {
+        SmallVector<const Value *> Objects;
+        getUnderlyingObjects(SI->getPointerOperand(), Objects);
+        if (llvm::all_of(Objects,
+                         [](const Value *Obj) { return isa<AllocaInst>(Obj); }))
+          return true;
+      }
+      // For now we give up on everything but stores.
+      SPMDCompatibilityTracker.insert(&I);
+      return true;
+    };
+    if (!A.checkForAllReadWriteInstructions(CheckRWInst, *this))
+      SPMDCompatibilityTracker.indicatePessimisticFixpoint();
+
     // Callback to check a call instruction.
     auto CheckCallInst = [&](Instruction &I) {
       auto &CB = cast<CallBase>(I);
@@ -3101,6 +3243,10 @@ struct AAKernelInfoCallSite : AAKernelInfo {
       return Fn && hasAssumption(*Fn, AssumptionStr);
     };
 
+    // Check for SPMD-mode assumptions.
+    if (HasAssumption(Callee, "ompx_spmd_amenable"))
+      SPMDCompatibilityTracker.indicateOptimisticFixpoint();
+
     // First weed out calls we do not care about, that is readonly/readnone
     // calls, intrinsics, and "no_openmp" calls. Neither of these can reach a
     // parallel region or anything else we are looking for.
@@ -3125,6 +3271,11 @@ struct AAKernelInfoCallSite : AAKernelInfo {
               HasAssumption(Callee, "omp_no_parallelism")))
           ReachedUnknownParallelRegions.insert(&CB);
 
+        // If SPMDCompatibilityTracker is not fixed, we need to give up on the
+        // idea we can run something unknown in SPMD-mode.
+        if (!SPMDCompatibilityTracker.isAtFixpoint())
+          SPMDCompatibilityTracker.insert(&CB);
+
         // We have updated the state for this unknown call properly, there won't
         // be any change so we indicate a fixpoint.
         indicateOptimisticFixpoint();
@@ -3137,6 +3288,37 @@ struct AAKernelInfoCallSite : AAKernelInfo {
     const unsigned int WrapperFunctionArgNo = 6;
     RuntimeFunction RF = It->getSecond();
     switch (RF) {
+    // All the functions we know are compatible with SPMD mode.
+    case OMPRTL___kmpc_is_spmd_exec_mode:
+    case OMPRTL___kmpc_for_static_fini:
+    case OMPRTL___kmpc_global_thread_num:
+    case OMPRTL___kmpc_single:
+    case OMPRTL___kmpc_end_single:
+    case OMPRTL___kmpc_master:
+    case OMPRTL___kmpc_end_master:
+    case OMPRTL___kmpc_barrier:
+      break;
+    case OMPRTL___kmpc_for_static_init_4:
+    case OMPRTL___kmpc_for_static_init_4u:
+    case OMPRTL___kmpc_for_static_init_8:
+    case OMPRTL___kmpc_for_static_init_8u: {
+      // Check the schedule and allow static schedule in SPMD mode.
+      unsigned ScheduleArgOpNo = 2;
+      auto *ScheduleTypeCI =
+          dyn_cast<ConstantInt>(CB.getArgOperand(ScheduleArgOpNo));
+      unsigned ScheduleTypeVal =
+          ScheduleTypeCI ? ScheduleTypeCI->getZExtValue() : 0;
+      switch (OMPScheduleType(ScheduleTypeVal)) {
+      case OMPScheduleType::Static:
+      case OMPScheduleType::StaticChunked:
+      case OMPScheduleType::Distribute:
+      case OMPScheduleType::DistributeChunked:
+        break;
+      default:
+        SPMDCompatibilityTracker.insert(&CB);
+        break;
+      };
+    } break;
     case OMPRTL___kmpc_target_init:
       KernelInitCB = &CB;
       break;
@@ -3156,9 +3338,13 @@ struct AAKernelInfoCallSite : AAKernelInfo {
       break;
     case OMPRTL___kmpc_omp_task:
       // We do not look into tasks right now, just give up.
+      SPMDCompatibilityTracker.insert(&CB);
       ReachedUnknownParallelRegions.insert(&CB);
       break;
     default:
+      // Unknown OpenMP runtime calls cannot be executed in SPMD-mode,
+      // generally.
+      SPMDCompatibilityTracker.insert(&CB);
       break;
     }
     // All other OpenMP runtime calls will not reach parallel regions so they
index b352255..f2e5e59 100644 (file)
@@ -1526,51 +1526,17 @@ attributes #10 = { convergent nounwind readonly willreturn }
 ; CHECK-LABEL: define {{[^@]+}}@__omp_offloading_2c_389eb_simple_state_machine_pure_l72
 ; CHECK-SAME: () #[[ATTR0]] {
 ; CHECK-NEXT:  entry:
-; CHECK-NEXT:    [[WORKER_WORK_FN_ADDR:%.*]] = alloca i8*, align 8
 ; CHECK-NEXT:    [[DOTZERO_ADDR:%.*]] = alloca i32, align 4
 ; CHECK-NEXT:    [[DOTTHREADID_TEMP_:%.*]] = alloca i32, align 4
 ; CHECK-NEXT:    store i32 0, i32* [[DOTZERO_ADDR]], align 4
-; CHECK-NEXT:    [[TMP0:%.*]] = call i32 @__kmpc_target_init(%struct.ident_t* noalias noundef nonnull readnone align 8 dereferenceable(24) @[[GLOB1]], i1 noundef false, i1 noundef false, i1 noundef true)
-; CHECK-NEXT:    [[THREAD_IS_WORKER:%.*]] = icmp ne i32 [[TMP0]], -1
-; CHECK-NEXT:    br i1 [[THREAD_IS_WORKER]], label [[WORKER_STATE_MACHINE_BEGIN:%.*]], label [[THREAD_USER_CODE_CHECK:%.*]]
-; CHECK:       worker_state_machine.begin:
-; CHECK-NEXT:    call void @__kmpc_barrier_simple_spmd(%struct.ident_t* @[[GLOB1]], i32 [[TMP0]])
-; CHECK-NEXT:    [[WORKER_IS_ACTIVE:%.*]] = call i1 @__kmpc_kernel_parallel(i8** [[WORKER_WORK_FN_ADDR]])
-; CHECK-NEXT:    [[WORKER_WORK_FN:%.*]] = load i8*, i8** [[WORKER_WORK_FN_ADDR]], align 8
-; CHECK-NEXT:    [[WORKER_WORK_FN_ADDR_CAST:%.*]] = bitcast i8* [[WORKER_WORK_FN]] to void (i16, i32)*
-; CHECK-NEXT:    [[WORKER_IS_DONE:%.*]] = icmp eq i8* [[WORKER_WORK_FN]], null
-; CHECK-NEXT:    br i1 [[WORKER_IS_DONE]], label [[WORKER_STATE_MACHINE_FINISHED:%.*]], label [[WORKER_STATE_MACHINE_IS_ACTIVE_CHECK:%.*]]
-; CHECK:       worker_state_machine.finished:
-; CHECK-NEXT:    ret void
-; CHECK:       worker_state_machine.is_active.check:
-; CHECK-NEXT:    br i1 [[WORKER_IS_ACTIVE]], label [[WORKER_STATE_MACHINE_PARALLEL_REGION_CHECK:%.*]], label [[WORKER_STATE_MACHINE_DONE_BARRIER:%.*]]
-; CHECK:       worker_state_machine.parallel_region.check:
-; CHECK-NEXT:    [[WORKER_CHECK_PARALLEL_REGION:%.*]] = icmp eq void (i16, i32)* [[WORKER_WORK_FN_ADDR_CAST]], @__omp_outlined__13_wrapper
-; CHECK-NEXT:    br i1 [[WORKER_CHECK_PARALLEL_REGION]], label [[WORKER_STATE_MACHINE_PARALLEL_REGION_EXECUTE:%.*]], label [[WORKER_STATE_MACHINE_PARALLEL_REGION_CHECK1:%.*]]
-; CHECK:       worker_state_machine.parallel_region.execute:
-; CHECK-NEXT:    call void @__omp_outlined__13_wrapper(i16 0, i32 [[TMP0]])
-; CHECK-NEXT:    br label [[WORKER_STATE_MACHINE_PARALLEL_REGION_END:%.*]]
-; CHECK:       worker_state_machine.parallel_region.check1:
-; CHECK-NEXT:    br i1 true, label [[WORKER_STATE_MACHINE_PARALLEL_REGION_EXECUTE2:%.*]], label [[WORKER_STATE_MACHINE_PARALLEL_REGION_CHECK3:%.*]]
-; CHECK:       worker_state_machine.parallel_region.execute2:
-; CHECK-NEXT:    call void @__omp_outlined__14_wrapper(i16 0, i32 [[TMP0]])
-; CHECK-NEXT:    br label [[WORKER_STATE_MACHINE_PARALLEL_REGION_END]]
-; CHECK:       worker_state_machine.parallel_region.check3:
-; CHECK-NEXT:    br label [[WORKER_STATE_MACHINE_PARALLEL_REGION_END]]
-; CHECK:       worker_state_machine.parallel_region.end:
-; CHECK-NEXT:    call void @__kmpc_kernel_end_parallel()
-; CHECK-NEXT:    br label [[WORKER_STATE_MACHINE_DONE_BARRIER]]
-; CHECK:       worker_state_machine.done.barrier:
-; CHECK-NEXT:    call void @__kmpc_barrier_simple_spmd(%struct.ident_t* @[[GLOB1]], i32 [[TMP0]])
-; CHECK-NEXT:    br label [[WORKER_STATE_MACHINE_BEGIN]]
-; CHECK:       thread.user_code.check:
+; CHECK-NEXT:    [[TMP0:%.*]] = call i32 @__kmpc_target_init(%struct.ident_t* noalias noundef nonnull readnone align 8 dereferenceable(24) @[[GLOB1]], i1 noundef true, i1 noundef false, i1 noundef true)
 ; CHECK-NEXT:    [[EXEC_USER_CODE:%.*]] = icmp eq i32 [[TMP0]], -1
 ; CHECK-NEXT:    br i1 [[EXEC_USER_CODE]], label [[USER_CODE_ENTRY:%.*]], label [[WORKER_EXIT:%.*]]
 ; CHECK:       user_code.entry:
 ; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = call i32 @__kmpc_global_thread_num(%struct.ident_t* @[[GLOB1]]) #[[ATTR2]]
 ; CHECK-NEXT:    store i32 [[TMP1]], i32* [[DOTTHREADID_TEMP_]], align 4
 ; CHECK-NEXT:    call void @__omp_outlined__12(i32* noundef nonnull align 4 dereferenceable(4) [[DOTTHREADID_TEMP_]], i32* noundef nonnull align 4 dereferenceable(4) [[DOTZERO_ADDR]]) #[[ATTR2]]
-; CHECK-NEXT:    call void @__kmpc_target_deinit(%struct.ident_t* @[[GLOB1]], i1 false, i1 true)
+; CHECK-NEXT:    call void @__kmpc_target_deinit(%struct.ident_t* @[[GLOB1]], i1 true, i1 true)
 ; CHECK-NEXT:    ret void
 ; CHECK:       worker.exit:
 ; CHECK-NEXT:    ret void
index d7383f8..167fb0d 100644 (file)
@@ -22,13 +22,15 @@ target triple = "nvptx64"
 ;;     unknown();
 ;;   }
 ;; }
-;; 
+;;
+;; void no_openmp(void) __attribute__((assume("omp_no_openmp")));
 ;; void test_no_fallback(void) {
 ;;   #pragma omp target teams
 ;;   {
 ;;     known();
 ;;     known();
 ;;     known();
+;;     no_openmp();     // make it non-spmd
 ;;   }
 ;; }
 
@@ -50,6 +52,7 @@ target triple = "nvptx64"
 @__omp_offloading_2a_d80d3d_test_no_fallback_l20_exec_mode = weak constant i8 1
 @12 = private unnamed_addr constant [73 x i8] c";llvm/test/Transforms/OpenMP/custom_state_machines_remarks.c;known;4;1;;\00", align 1
 @13 = private unnamed_addr constant %struct.ident_t { i32 0, i32 2, i32 2, i32 0, i8* getelementptr inbounds ([73 x i8], [73 x i8]* @12, i32 0, i32 0) }, align 8
+@G = external global i32
 @llvm.compiler.used = appending global [2 x i8*] [i8* @__omp_offloading_2a_d80d3d_test_fallback_l11_exec_mode, i8* @__omp_offloading_2a_d80d3d_test_no_fallback_l20_exec_mode], section "llvm.metadata"
 
 ; Function Attrs: convergent norecurse nounwind
@@ -124,6 +127,8 @@ user_code.entry:                                  ; preds = %entry
   %6 = call i32 @__kmpc_global_thread_num(%struct.ident_t* noundef nonnull @13) #3
   call void @__kmpc_parallel_51(%struct.ident_t* noundef nonnull @13, i32 %6, i32 noundef 1, i32 noundef -1, i32 noundef -1, i8* noundef bitcast (void (i32*, i32*)* @__omp_outlined__2 to i8*), i8* noundef bitcast (void (i16, i32)* @__omp_outlined__2_wrapper to i8*), i8** noundef nonnull %4, i64 noundef 0) #3, !dbg !43
   call void @llvm.lifetime.end.p0i8(i64 0, i8* nonnull %2) #3, !dbg !45
+  call void @no_openmp()
+  call void @no_parallelism()
   call void @__kmpc_target_deinit(%struct.ident_t* nonnull @11, i1 false, i1 true) #3, !dbg !46
   br label %common.ret
 }
@@ -154,6 +159,9 @@ declare void @llvm.lifetime.start.p0i8(i64 immarg, i8* nocapture) #5
 ; Function Attrs: argmemonly nofree nosync nounwind willreturn
 declare void @llvm.lifetime.end.p0i8(i64 immarg, i8* nocapture) #5
 
+declare void @no_openmp() #7
+declare void @no_parallelism() #8
+
 attributes #0 = { convergent norecurse nounwind "frame-pointer"="all" "min-legal-vector-width"="0" "no-trapping-math"="true" "stack-protector-buffer-size"="8" "target-cpu"="sm_53" "target-features"="+ptx32,+sm_53" }
 attributes #1 = { convergent "frame-pointer"="all" "no-trapping-math"="true" "stack-protector-buffer-size"="8" "target-cpu"="sm_53" "target-features"="+ptx32,+sm_53" }
 attributes #2 = { nounwind "frame-pointer"="all" "min-legal-vector-width"="0" "no-trapping-math"="true" "stack-protector-buffer-size"="8" "target-cpu"="sm_53" "target-features"="+ptx32,+sm_53" }
@@ -161,6 +169,8 @@ attributes #3 = { nounwind }
 attributes #4 = { norecurse nounwind "frame-pointer"="all" "min-legal-vector-width"="0" "no-trapping-math"="true" "stack-protector-buffer-size"="8" "target-cpu"="sm_53" "target-features"="+ptx32,+sm_53" }
 attributes #5 = { argmemonly nofree nosync nounwind willreturn }
 attributes #6 = { convergent nounwind }
+attributes #7 = { "llvm.assume"="omp_no_openmp" }
+attributes #8 = { "llvm.assume"="omp_no_parallelism" }
 
 !llvm.dbg.cu = !{!0}
 !omp_offload.info = !{!3, !4}
diff --git a/llvm/test/Transforms/OpenMP/spmdization.ll b/llvm/test/Transforms/OpenMP/spmdization.ll
new file mode 100644 (file)
index 0000000..6ecda64
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,214 @@
+; NOTE: Assertions have been autogenerated by utils/update_test_checks.py UTC_ARGS: --function-signature --check-globals
+; RUN: opt -S -passes=openmp-opt < %s | FileCheck %s
+
+;; void unknown(void);
+;; void spmd_amenable(void) __attribute__((assume("ompx_spmd_amenable")))
+;;
+;; void sequential_loop() {
+;;   #pragma omp target teams
+;;   {
+;;     for (int i = 0; i < 100; ++i) {
+;;       #pragma omp parallel
+;;       {
+;;         unknown();
+;;       }
+;;     }
+;      spmd_amenable();
+;;   }
+;; }
+
+target triple = "nvptx64"
+
+%struct.ident_t = type { i32, i32, i32, i32, i8* }
+
+@0 = private unnamed_addr constant [23 x i8] c";unknown;unknown;0;0;;\00", align 1
+@1 = private unnamed_addr constant %struct.ident_t { i32 0, i32 2, i32 0, i32 0, i8* getelementptr inbounds ([23 x i8], [23 x i8]* @0, i32 0, i32 0) }, align 8
+@__omp_offloading_2c_38c77_sequential_loop_l4_exec_mode = weak constant i8 1
+@llvm.compiler.used = appending global [1 x i8*] [i8* @__omp_offloading_2c_38c77_sequential_loop_l4_exec_mode], section "llvm.metadata"
+
+; The second argument of __kmpc_target_init and deinit is is set to true to indicate that we can run in SPMD mode.
+; We also adjusted the global __omp_offloading_2c_38c77_sequential_loop_l4_exec_mode to have a zero initializer (which indicates SPMD mode to the runtime).
+;.
+; CHECK: @[[GLOB0:[0-9]+]] = private unnamed_addr constant [23 x i8] c"
+; CHECK: @[[GLOB1:[0-9]+]] = private unnamed_addr constant [[STRUCT_IDENT_T:%.*]] { i32 0, i32 2, i32 0, i32 0, i8* getelementptr inbounds ([23 x i8], [23 x i8]* @[[GLOB0]], i32 0, i32 0) }, align 8
+; CHECK: @[[__OMP_OFFLOADING_2C_38C77_SEQUENTIAL_LOOP_L4_EXEC_MODE:[a-zA-Z0-9_$"\\.-]+]] = weak constant i8 0
+; CHECK: @[[LLVM_COMPILER_USED:[a-zA-Z0-9_$"\\.-]+]] = appending global [1 x i8*] [i8* @__omp_offloading_2c_38c77_sequential_loop_l4_exec_mode], section "llvm.metadata"
+;.
+define weak void @__omp_offloading_2c_38c77_sequential_loop_l4() #0 {
+; CHECK-LABEL: define {{[^@]+}}@__omp_offloading_2c_38c77_sequential_loop_l4
+; CHECK-SAME: () #[[ATTR0:[0-9]+]] {
+; CHECK-NEXT:  entry:
+; CHECK-NEXT:    [[DOTZERO_ADDR:%.*]] = alloca i32, align 4
+; CHECK-NEXT:    [[DOTTHREADID_TEMP_:%.*]] = alloca i32, align 4
+; CHECK-NEXT:    store i32 0, i32* [[DOTZERO_ADDR]], align 4
+; CHECK-NEXT:    [[TMP0:%.*]] = call i32 @__kmpc_target_init(%struct.ident_t* @[[GLOB1]], i1 true, i1 false, i1 true)
+; CHECK-NEXT:    [[EXEC_USER_CODE:%.*]] = icmp eq i32 [[TMP0]], -1
+; CHECK-NEXT:    br i1 [[EXEC_USER_CODE]], label [[USER_CODE_ENTRY:%.*]], label [[WORKER_EXIT:%.*]]
+; CHECK:       user_code.entry:
+; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = call i32 @__kmpc_global_thread_num(%struct.ident_t* @[[GLOB1]]) #[[ATTR2:[0-9]+]]
+; CHECK-NEXT:    store i32 [[TMP1]], i32* [[DOTTHREADID_TEMP_]], align 4
+; CHECK-NEXT:    call void @__omp_outlined__(i32* noalias nocapture noundef nonnull readonly align 4 dereferenceable(4) [[DOTTHREADID_TEMP_]], i32* noalias nocapture noundef nonnull readnone align 4 dereferenceable(4) [[DOTZERO_ADDR]]) #[[ATTR2]]
+; CHECK-NEXT:    call void @__kmpc_target_deinit(%struct.ident_t* @[[GLOB1]], i1 true, i1 true)
+; CHECK-NEXT:    ret void
+; CHECK:       worker.exit:
+; CHECK-NEXT:    ret void
+;
+entry:
+  %.zero.addr = alloca i32, align 4
+  %.threadid_temp. = alloca i32, align 4
+  store i32 0, i32* %.zero.addr, align 4
+  %0 = call i32 @__kmpc_target_init(%struct.ident_t* @1, i1 false, i1 true, i1 true)
+  %exec_user_code = icmp eq i32 %0, -1
+  br i1 %exec_user_code, label %user_code.entry, label %worker.exit
+
+user_code.entry:                                  ; preds = %entry
+  %1 = call i32 @__kmpc_global_thread_num(%struct.ident_t* @1)
+  store i32 %1, i32* %.threadid_temp., align 4
+  call void @__omp_outlined__(i32* %.threadid_temp., i32* %.zero.addr) #2
+  call void @__kmpc_target_deinit(%struct.ident_t* @1, i1 false, i1 true)
+  ret void
+
+worker.exit:                                      ; preds = %entry
+  ret void
+}
+
+declare i32 @__kmpc_target_init(%struct.ident_t*, i1, i1, i1)
+
+; Function Attrs: convergent norecurse nounwind
+define internal void @__omp_outlined__(i32* noalias %.global_tid., i32* noalias %.bound_tid.) #0 {
+; CHECK-LABEL: define {{[^@]+}}@__omp_outlined__
+; CHECK-SAME: (i32* noalias nocapture nofree noundef nonnull readonly align 4 dereferenceable(4) [[DOTGLOBAL_TID_:%.*]], i32* noalias nocapture nofree nonnull readnone align 4 dereferenceable(4) [[DOTBOUND_TID_:%.*]]) #[[ATTR0]] {
+; CHECK-NEXT:  entry:
+; CHECK-NEXT:    [[CAPTURED_VARS_ADDRS:%.*]] = alloca [0 x i8*], align 8
+; CHECK-NEXT:    br label [[FOR_COND:%.*]]
+; CHECK:       for.cond:
+; CHECK-NEXT:    [[I_0:%.*]] = phi i32 [ 0, [[ENTRY:%.*]] ], [ [[INC:%.*]], [[FOR_INC:%.*]] ]
+; CHECK-NEXT:    [[CMP:%.*]] = icmp slt i32 [[I_0]], 100
+; CHECK-NEXT:    br i1 [[CMP]], label [[FOR_BODY:%.*]], label [[FOR_END:%.*]]
+; CHECK:       for.body:
+; CHECK-NEXT:    [[TMP0:%.*]] = load i32, i32* [[DOTGLOBAL_TID_]], align 4
+; CHECK-NEXT:    [[TMP1:%.*]] = bitcast [0 x i8*]* [[CAPTURED_VARS_ADDRS]] to i8**
+; CHECK-NEXT:    call void @__kmpc_parallel_51(%struct.ident_t* noundef @[[GLOB1]], i32 [[TMP0]], i32 noundef 1, i32 noundef -1, i32 noundef -1, i8* noundef bitcast (void (i32*, i32*)* @__omp_outlined__1 to i8*), i8* noundef bitcast (void (i16, i32)* @__omp_outlined__1_wrapper to i8*), i8** noundef [[TMP1]], i64 noundef 0)
+; CHECK-NEXT:    br label [[FOR_INC]]
+; CHECK:       for.inc:
+; CHECK-NEXT:    [[INC]] = add nsw i32 [[I_0]], 1
+; CHECK-NEXT:    br label [[FOR_COND]], !llvm.loop [[LOOP8:![0-9]+]]
+; CHECK:       for.end:
+; CHECK-NEXT:    call void @spmd_amenable()
+; CHECK-NEXT:    ret void
+;
+entry:
+  %captured_vars_addrs = alloca [0 x i8*], align 8
+  br label %for.cond
+
+for.cond:                                         ; preds = %for.inc, %entry
+  %i.0 = phi i32 [ 0, %entry ], [ %inc, %for.inc ]
+  %cmp = icmp slt i32 %i.0, 100
+  br i1 %cmp, label %for.body, label %for.end
+
+for.body:                                         ; preds = %for.cond
+  %0 = load i32, i32* %.global_tid., align 4
+  %1 = bitcast [0 x i8*]* %captured_vars_addrs to i8**
+  call void @__kmpc_parallel_51(%struct.ident_t* @1, i32 %0, i32 1, i32 -1, i32 -1, i8* bitcast (void (i32*, i32*)* @__omp_outlined__1 to i8*), i8* bitcast (void (i16, i32)* @__omp_outlined__1_wrapper to i8*), i8** %1, i64 0)
+  br label %for.inc
+
+for.inc:                                          ; preds = %for.body
+  %inc = add nsw i32 %i.0, 1
+  br label %for.cond, !llvm.loop !6
+
+for.end:                                          ; preds = %for.cond
+  call void @spmd_amenable()
+  ret void
+}
+
+; Function Attrs: convergent norecurse nounwind
+define internal void @__omp_outlined__1(i32* noalias %.global_tid., i32* noalias %.bound_tid.) #0 {
+; CHECK-LABEL: define {{[^@]+}}@__omp_outlined__1
+; CHECK-SAME: (i32* noalias nocapture nofree readnone [[DOTGLOBAL_TID_:%.*]], i32* noalias nocapture nofree readnone [[DOTBOUND_TID_:%.*]]) #[[ATTR0]] {
+; CHECK-NEXT:  entry:
+; CHECK-NEXT:    call void @unknown() #[[ATTR4:[0-9]+]]
+; CHECK-NEXT:    ret void
+;
+entry:
+  call void @unknown() #3
+  ret void
+}
+
+; Function Attrs: convergent
+declare void @unknown() #1
+
+; Function Attrs: convergent norecurse nounwind
+define internal void @__omp_outlined__1_wrapper(i16 zeroext %0, i32 %1) #0 {
+; CHECK-LABEL: define {{[^@]+}}@__omp_outlined__1_wrapper
+; CHECK-SAME: (i16 zeroext [[TMP0:%.*]], i32 [[TMP1:%.*]]) #[[ATTR0]] {
+; CHECK-NEXT:  entry:
+; CHECK-NEXT:    [[DOTADDR1:%.*]] = alloca i32, align 4
+; CHECK-NEXT:    [[DOTZERO_ADDR:%.*]] = alloca i32, align 4
+; CHECK-NEXT:    [[GLOBAL_ARGS:%.*]] = alloca i8**, align 8
+; CHECK-NEXT:    store i32 0, i32* [[DOTZERO_ADDR]], align 4
+; CHECK-NEXT:    store i32 [[TMP1]], i32* [[DOTADDR1]], align 4
+; CHECK-NEXT:    call void @__kmpc_get_shared_variables(i8*** [[GLOBAL_ARGS]])
+; CHECK-NEXT:    call void @__omp_outlined__1(i32* [[DOTADDR1]], i32* [[DOTZERO_ADDR]]) #[[ATTR2]]
+; CHECK-NEXT:    ret void
+;
+entry:
+  %.addr1 = alloca i32, align 4
+  %.zero.addr = alloca i32, align 4
+  %global_args = alloca i8**, align 8
+  store i32 0, i32* %.zero.addr, align 4
+  store i32 %1, i32* %.addr1, align 4
+  call void @__kmpc_get_shared_variables(i8*** %global_args)
+  call void @__omp_outlined__1(i32* %.addr1, i32* %.zero.addr) #2
+  ret void
+}
+
+declare void @__kmpc_get_shared_variables(i8***)
+
+declare void @__kmpc_parallel_51(%struct.ident_t*, i32, i32, i32, i32, i8*, i8*, i8**, i64)
+
+; Function Attrs: nounwind
+declare i32 @__kmpc_global_thread_num(%struct.ident_t*) #2
+
+declare void @__kmpc_target_deinit(%struct.ident_t*, i1, i1)
+
+declare void @spmd_amenable() #4
+
+attributes #0 = { convergent norecurse nounwind "frame-pointer"="all" "min-legal-vector-width"="0" "no-trapping-math"="true" "stack-protector-buffer-size"="8" "target-cpu"="sm_53" "target-features"="+ptx32,+sm_53" }
+attributes #1 = { convergent "frame-pointer"="all" "no-trapping-math"="true" "stack-protector-buffer-size"="8" "target-cpu"="sm_53" "target-features"="+ptx32,+sm_53" }
+attributes #2 = { nounwind }
+attributes #3 = { convergent }
+attributes #4 = { "llvm.assume"="ompx_spmd_amenable" }
+
+!omp_offload.info = !{!0}
+!nvvm.annotations = !{!1}
+!llvm.module.flags = !{!2, !3, !4, !8, !9}
+!llvm.ident = !{!5}
+
+!0 = !{i32 0, i32 44, i32 232567, !"sequential_loop", i32 4, i32 0}
+!1 = !{void ()* @__omp_offloading_2c_38c77_sequential_loop_l4, !"kernel", i32 1}
+!2 = !{i32 1, !"wchar_size", i32 4}
+!3 = !{i32 7, !"PIC Level", i32 2}
+!4 = !{i32 7, !"frame-pointer", i32 2}
+!5 = !{!"clang version 13.0.0"}
+!6 = distinct !{!6, !7}
+!7 = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
+!8 = !{i32 7, !"openmp", i32 50}
+!9 = !{i32 7, !"openmp-device", i32 50}
+;.
+; CHECK: attributes #[[ATTR0]] = { convergent norecurse nounwind "frame-pointer"="all" "min-legal-vector-width"="0" "no-trapping-math"="true" "stack-protector-buffer-size"="8" "target-cpu"="sm_53" "target-features"="+ptx32,+sm_53" }
+; CHECK: attributes #[[ATTR1:[0-9]+]] = { convergent "frame-pointer"="all" "no-trapping-math"="true" "stack-protector-buffer-size"="8" "target-cpu"="sm_53" "target-features"="+ptx32,+sm_53" }
+; CHECK: attributes #[[ATTR2]] = { nounwind }
+; CHECK: attributes #[[ATTR3:[0-9]+]] = { "llvm.assume"="ompx_spmd_amenable" }
+; CHECK: attributes #[[ATTR4]] = { convergent }
+;.
+; CHECK: [[META0:![0-9]+]] = !{i32 0, i32 44, i32 232567, !"sequential_loop", i32 4, i32 0}
+; CHECK: [[META1:![0-9]+]] = !{void ()* @__omp_offloading_2c_38c77_sequential_loop_l4, !"kernel", i32 1}
+; CHECK: [[META2:![0-9]+]] = !{i32 1, !"wchar_size", i32 4}
+; CHECK: [[META3:![0-9]+]] = !{i32 7, !"PIC Level", i32 2}
+; CHECK: [[META4:![0-9]+]] = !{i32 7, !"frame-pointer", i32 2}
+; CHECK: [[META5:![0-9]+]] = !{i32 7, !"openmp", i32 50}
+; CHECK: [[META6:![0-9]+]] = !{i32 7, !"openmp-device", i32 50}
+; CHECK: [[META7:![0-9]+]] = !{!"clang version 13.0.0"}
+; CHECK: [[LOOP8]] = distinct !{!8, !9}
+; CHECK: [[META9:![0-9]+]] = !{!"llvm.loop.mustprogress"}
+;.
diff --git a/llvm/test/Transforms/OpenMP/spmdization_remarks.ll b/llvm/test/Transforms/OpenMP/spmdization_remarks.ll
new file mode 100644 (file)
index 0000000..188b84d
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,233 @@
+; RUN: opt -passes=openmp-opt -pass-remarks=openmp-opt -pass-remarks-missed=openmp-opt -pass-remarks-analysis=openmp-opt -disable-output < %s 2>&1 | FileCheck %s
+target triple = "nvptx64"
+
+; CHECK: remark: llvm/test/Transforms/OpenMP/spmdization_remarks.c:13:5: Kernel will be executed in generic-mode due to this potential side-effect, consider to add `__attribute__((assume("ompx_spmd_amenable")))` to the called function 'unknown'.
+; CHECK: remark: llvm/test/Transforms/OpenMP/spmdization_remarks.c:15:5: Kernel will be executed in generic-mode due to this potential side-effect, consider to add `__attribute__((assume("ompx_spmd_amenable")))` to the called function 'unknown'.
+; CHECK: remark: llvm/test/Transforms/OpenMP/spmdization_remarks.c:11:1: Generic-mode kernel is executed with a customized state machine that requires a fallback [1 known parallel regions, 2 unkown parallel regions] (bad).
+; CHECK: remark: llvm/test/Transforms/OpenMP/spmdization_remarks.c:13:5: State machine fallback caused by this call. If it is a false positive, use `__attribute__((assume("omp_no_openmp")))` (or "omp_no_parallelism").
+; CHECK: remark: llvm/test/Transforms/OpenMP/spmdization_remarks.c:15:5: State machine fallback caused by this call. If it is a false positive, use `__attribute__((assume("omp_no_openmp")))` (or "omp_no_parallelism").
+; CHECK: remark: llvm/test/Transforms/OpenMP/spmdization_remarks.c:20:1: Generic-mode kernel is changed to SPMD-mode.
+
+;; void unknown(void);
+;; void known(void) {
+;;   #pragma omp parallel
+;;   {
+;;     unknown();
+;;   }
+;; }
+;; 
+;; void test_fallback(void) {
+;;   #pragma omp target teams
+;;   {
+;;     unknown();
+;;     known();
+;;     unknown();
+;;   }
+;; }
+;;
+;; void no_openmp(void) __attribute__((assume("omp_no_openmp")));
+;; void test_no_fallback(void) {
+;;   #pragma omp target teams
+;;   {
+;;     known();
+;;     known();
+;;     known();
+;;     spmd_amenable();
+;;   }
+;; }
+
+%struct.ident_t = type { i32, i32, i32, i32, i8* }
+
+@0 = private unnamed_addr constant [103 x i8] c";llvm/test/Transforms/OpenMP/spmdization_remarks.c;__omp_offloading_2a_d80d3d_test_fallback_l11;11;1;;\00", align 1
+@1 = private unnamed_addr constant %struct.ident_t { i32 0, i32 2, i32 0, i32 0, i8* getelementptr inbounds ([103 x i8], [103 x i8]* @0, i32 0, i32 0) }, align 8
+@2 = private unnamed_addr constant [72 x i8] c";llvm/test/Transforms/OpenMP/spmdization_remarks.c;test_fallback;11;1;;\00", align 1
+@3 = private unnamed_addr constant %struct.ident_t { i32 0, i32 2, i32 0, i32 0, i8* getelementptr inbounds ([72 x i8], [72 x i8]* @2, i32 0, i32 0) }, align 8
+@4 = private unnamed_addr constant [104 x i8] c";llvm/test/Transforms/OpenMP/spmdization_remarks.c;__omp_offloading_2a_d80d3d_test_fallback_l11;11;25;;\00", align 1
+@5 = private unnamed_addr constant %struct.ident_t { i32 0, i32 2, i32 0, i32 0, i8* getelementptr inbounds ([104 x i8], [104 x i8]* @4, i32 0, i32 0) }, align 8
+@__omp_offloading_2a_d80d3d_test_fallback_l11_exec_mode = weak constant i8 1
+@6 = private unnamed_addr constant [106 x i8] c";llvm/test/Transforms/OpenMP/spmdization_remarks.c;__omp_offloading_2a_d80d3d_test_no_fallback_l20;20;1;;\00", align 1
+@7 = private unnamed_addr constant %struct.ident_t { i32 0, i32 2, i32 0, i32 0, i8* getelementptr inbounds ([106 x i8], [106 x i8]* @6, i32 0, i32 0) }, align 8
+@8 = private unnamed_addr constant [75 x i8] c";llvm/test/Transforms/OpenMP/spmdization_remarks.c;test_no_fallback;20;1;;\00", align 1
+@9 = private unnamed_addr constant %struct.ident_t { i32 0, i32 2, i32 0, i32 0, i8* getelementptr inbounds ([75 x i8], [75 x i8]* @8, i32 0, i32 0) }, align 8
+@10 = private unnamed_addr constant [107 x i8] c";llvm/test/Transforms/OpenMP/spmdization_remarks.c;__omp_offloading_2a_d80d3d_test_no_fallback_l20;20;25;;\00", align 1
+@11 = private unnamed_addr constant %struct.ident_t { i32 0, i32 2, i32 0, i32 0, i8* getelementptr inbounds ([107 x i8], [107 x i8]* @10, i32 0, i32 0) }, align 8
+@__omp_offloading_2a_d80d3d_test_no_fallback_l20_exec_mode = weak constant i8 1
+@12 = private unnamed_addr constant [63 x i8] c";llvm/test/Transforms/OpenMP/spmdization_remarks.c;known;4;1;;\00", align 1
+@13 = private unnamed_addr constant %struct.ident_t { i32 0, i32 2, i32 2, i32 0, i8* getelementptr inbounds ([63 x i8], [63 x i8]* @12, i32 0, i32 0) }, align 8
+@G = external global i32
+@llvm.compiler.used = appending global [2 x i8*] [i8* @__omp_offloading_2a_d80d3d_test_fallback_l11_exec_mode, i8* @__omp_offloading_2a_d80d3d_test_no_fallback_l20_exec_mode], section "llvm.metadata"
+
+; Function Attrs: convergent norecurse nounwind
+define weak void @__omp_offloading_2a_d80d3d_test_fallback_l11() local_unnamed_addr #0 !dbg !15 {
+entry:
+  %captured_vars_addrs.i.i = alloca [0 x i8*], align 8
+  %0 = call i32 @__kmpc_target_init(%struct.ident_t* nonnull @1, i1 false, i1 true, i1 true) #3, !dbg !18
+  %exec_user_code = icmp eq i32 %0, -1, !dbg !18
+  br i1 %exec_user_code, label %user_code.entry, label %common.ret, !dbg !18
+
+common.ret:                                       ; preds = %entry, %user_code.entry
+  ret void, !dbg !19
+
+user_code.entry:                                  ; preds = %entry
+  %1 = call i32 @__kmpc_global_thread_num(%struct.ident_t* nonnull @3) #3
+  call void @unknown() #6, !dbg !20
+  %2 = bitcast [0 x i8*]* %captured_vars_addrs.i.i to i8*
+  call void @llvm.lifetime.start.p0i8(i64 0, i8* nonnull %2) #3
+  %3 = call i32 @__kmpc_global_thread_num(%struct.ident_t* noundef nonnull @13) #3
+  %4 = getelementptr inbounds [0 x i8*], [0 x i8*]* %captured_vars_addrs.i.i, i64 0, i64 0, !dbg !23
+  call void @__kmpc_parallel_51(%struct.ident_t* noundef nonnull @13, i32 %3, i32 noundef 1, i32 noundef -1, i32 noundef -1, i8* noundef bitcast (void (i32*, i32*)* @__omp_outlined__2 to i8*), i8* noundef bitcast (void (i16, i32)* @__omp_outlined__2_wrapper to i8*), i8** noundef nonnull %4, i64 noundef 0) #3, !dbg !23
+  call void @llvm.lifetime.end.p0i8(i64 0, i8* nonnull %2) #3, !dbg !26
+  call void @unknown() #6, !dbg !27
+  call void @__kmpc_target_deinit(%struct.ident_t* nonnull @5, i1 false, i1 true) #3, !dbg !28
+  br label %common.ret
+}
+
+declare i32 @__kmpc_target_init(%struct.ident_t*, i1, i1, i1) local_unnamed_addr
+
+; Function Attrs: convergent
+declare void @unknown() local_unnamed_addr #1
+
+; Function Attrs: nounwind
+define hidden void @known() local_unnamed_addr #2 !dbg !29 {
+entry:
+  %captured_vars_addrs = alloca [0 x i8*], align 8
+  %0 = call i32 @__kmpc_global_thread_num(%struct.ident_t* nonnull @13)
+  %1 = getelementptr inbounds [0 x i8*], [0 x i8*]* %captured_vars_addrs, i64 0, i64 0, !dbg !30
+  call void @__kmpc_parallel_51(%struct.ident_t* nonnull @13, i32 %0, i32 1, i32 -1, i32 -1, i8* bitcast (void (i32*, i32*)* @__omp_outlined__2 to i8*), i8* bitcast (void (i16, i32)* @__omp_outlined__2_wrapper to i8*), i8** nonnull %1, i64 0) #3, !dbg !30
+  ret void, !dbg !31
+}
+
+; Function Attrs: nounwind
+declare i32 @__kmpc_global_thread_num(%struct.ident_t*) local_unnamed_addr #3
+
+declare void @__kmpc_target_deinit(%struct.ident_t*, i1, i1) local_unnamed_addr
+
+; Function Attrs: norecurse nounwind
+define weak void @__omp_offloading_2a_d80d3d_test_no_fallback_l20() local_unnamed_addr #4 !dbg !32 {
+entry:
+  %captured_vars_addrs.i2.i = alloca [0 x i8*], align 8
+  %0 = call i32 @__kmpc_target_init(%struct.ident_t* nonnull @7, i1 false, i1 true, i1 true) #3, !dbg !33
+  %exec_user_code = icmp eq i32 %0, -1, !dbg !33
+  br i1 %exec_user_code, label %user_code.entry, label %common.ret, !dbg !33
+
+common.ret:                                       ; preds = %entry, %user_code.entry
+  ret void, !dbg !34
+
+user_code.entry:                                  ; preds = %entry
+  %1 = call i32 @__kmpc_global_thread_num(%struct.ident_t* nonnull @9) #3
+  %2 = bitcast [0 x i8*]* %captured_vars_addrs.i2.i to i8*
+  call void @llvm.lifetime.start.p0i8(i64 0, i8* nonnull %2) #3
+  %3 = call i32 @__kmpc_global_thread_num(%struct.ident_t* noundef nonnull @13) #3
+  %4 = getelementptr inbounds [0 x i8*], [0 x i8*]* %captured_vars_addrs.i2.i, i64 0, i64 0, !dbg !35
+  call void @__kmpc_parallel_51(%struct.ident_t* noundef nonnull @13, i32 %3, i32 noundef 1, i32 noundef -1, i32 noundef -1, i8* noundef bitcast (void (i32*, i32*)* @__omp_outlined__2 to i8*), i8* noundef bitcast (void (i16, i32)* @__omp_outlined__2_wrapper to i8*), i8** noundef nonnull %4, i64 noundef 0) #3, !dbg !35
+  call void @llvm.lifetime.end.p0i8(i64 0, i8* nonnull %2) #3, !dbg !39
+  call void @llvm.lifetime.start.p0i8(i64 0, i8* nonnull %2) #3
+  %5 = call i32 @__kmpc_global_thread_num(%struct.ident_t* noundef nonnull @13) #3
+  call void @__kmpc_parallel_51(%struct.ident_t* noundef nonnull @13, i32 %5, i32 noundef 1, i32 noundef -1, i32 noundef -1, i8* noundef bitcast (void (i32*, i32*)* @__omp_outlined__2 to i8*), i8* noundef bitcast (void (i16, i32)* @__omp_outlined__2_wrapper to i8*), i8** noundef nonnull %4, i64 noundef 0) #3, !dbg !40
+  call void @llvm.lifetime.end.p0i8(i64 0, i8* nonnull %2) #3, !dbg !42
+  call void @llvm.lifetime.start.p0i8(i64 0, i8* nonnull %2) #3
+  %6 = call i32 @__kmpc_global_thread_num(%struct.ident_t* noundef nonnull @13) #3
+  call void @__kmpc_parallel_51(%struct.ident_t* noundef nonnull @13, i32 %6, i32 noundef 1, i32 noundef -1, i32 noundef -1, i8* noundef bitcast (void (i32*, i32*)* @__omp_outlined__2 to i8*), i8* noundef bitcast (void (i16, i32)* @__omp_outlined__2_wrapper to i8*), i8** noundef nonnull %4, i64 noundef 0) #3, !dbg !43
+  call void @llvm.lifetime.end.p0i8(i64 0, i8* nonnull %2) #3, !dbg !45
+  call void @spmd_amenable()
+  call void @__kmpc_target_deinit(%struct.ident_t* nonnull @11, i1 false, i1 true) #3, !dbg !46
+  br label %common.ret
+}
+
+; Function Attrs: convergent norecurse nounwind
+define internal void @__omp_outlined__2(i32* noalias nocapture nofree readnone %.global_tid., i32* noalias nocapture nofree readnone %.bound_tid.) #0 !dbg !47 {
+entry:
+  call void @unknown() #6, !dbg !48
+  ret void, !dbg !49
+}
+
+; Function Attrs: convergent norecurse nounwind
+define internal void @__omp_outlined__2_wrapper(i16 zeroext %0, i32 %1) #0 !dbg !50 {
+entry:
+  %global_args = alloca i8**, align 8
+  call void @__kmpc_get_shared_variables(i8*** nonnull %global_args) #3, !dbg !51
+  call void @unknown() #6, !dbg !52
+  ret void, !dbg !51
+}
+
+declare void @__kmpc_get_shared_variables(i8***) local_unnamed_addr
+
+declare void @__kmpc_parallel_51(%struct.ident_t*, i32, i32, i32, i32, i8*, i8*, i8**, i64) local_unnamed_addr
+
+; Function Attrs: argmemonly nofree nosync nounwind willreturn
+declare void @llvm.lifetime.start.p0i8(i64 immarg, i8* nocapture) #5
+
+; Function Attrs: argmemonly nofree nosync nounwind willreturn
+declare void @llvm.lifetime.end.p0i8(i64 immarg, i8* nocapture) #5
+
+declare void @spmd_amenable() #7
+
+attributes #0 = { convergent norecurse nounwind "frame-pointer"="all" "min-legal-vector-width"="0" "no-trapping-math"="true" "stack-protector-buffer-size"="8" "target-cpu"="sm_53" "target-features"="+ptx32,+sm_53" }
+attributes #1 = { convergent "frame-pointer"="all" "no-trapping-math"="true" "stack-protector-buffer-size"="8" "target-cpu"="sm_53" "target-features"="+ptx32,+sm_53" }
+attributes #2 = { nounwind "frame-pointer"="all" "min-legal-vector-width"="0" "no-trapping-math"="true" "stack-protector-buffer-size"="8" "target-cpu"="sm_53" "target-features"="+ptx32,+sm_53" }
+attributes #3 = { nounwind }
+attributes #4 = { norecurse nounwind "frame-pointer"="all" "min-legal-vector-width"="0" "no-trapping-math"="true" "stack-protector-buffer-size"="8" "target-cpu"="sm_53" "target-features"="+ptx32,+sm_53" }
+attributes #5 = { argmemonly nofree nosync nounwind willreturn }
+attributes #6 = { convergent nounwind }
+attributes #7 = { "llvm.assume"="ompx_spmd_amenable" }
+
+!llvm.dbg.cu = !{!0}
+!omp_offload.info = !{!3, !4}
+!nvvm.annotations = !{!5, !6}
+!llvm.module.flags = !{!7, !8, !9, !10, !11, !12, !13}
+!llvm.ident = !{!14}
+
+!0 = distinct !DICompileUnit(language: DW_LANG_C99, file: !1, producer: "clang version 13.0.0", isOptimized: true, runtimeVersion: 0, emissionKind: DebugDirectivesOnly, enums: !2, splitDebugInlining: false, nameTableKind: None)
+!1 = !DIFile(filename: "spmdization_remarks.c", directory: "/data/src/llvm-project")
+!2 = !{}
+!3 = !{i32 0, i32 42, i32 14159165, !"test_no_fallback", i32 20, i32 1}
+!4 = !{i32 0, i32 42, i32 14159165, !"test_fallback", i32 11, i32 0}
+!5 = !{void ()* @__omp_offloading_2a_d80d3d_test_fallback_l11, !"kernel", i32 1}
+!6 = !{void ()* @__omp_offloading_2a_d80d3d_test_no_fallback_l20, !"kernel", i32 1}
+!7 = !{i32 7, !"Dwarf Version", i32 2}
+!8 = !{i32 2, !"Debug Info Version", i32 3}
+!9 = !{i32 1, !"wchar_size", i32 4}
+!10 = !{i32 7, !"openmp", i32 50}
+!11 = !{i32 7, !"openmp-device", i32 50}
+!12 = !{i32 7, !"PIC Level", i32 2}
+!13 = !{i32 7, !"frame-pointer", i32 2}
+!14 = !{!"clang version 13.0.0"}
+!15 = distinct !DISubprogram(name: "__omp_offloading_2a_d80d3d_test_fallback_l11", scope: !16, file: !16, line: 11, type: !17, scopeLine: 11, flags: DIFlagPrototyped, spFlags: DISPFlagLocalToUnit | DISPFlagDefinition | DISPFlagOptimized, unit: !0, retainedNodes: !2)
+!16 = !DIFile(filename: "llvm/test/Transforms/OpenMP/spmdization_remarks.c", directory: "/data/src/llvm-project")
+!17 = !DISubroutineType(types: !2)
+!18 = !DILocation(line: 11, column: 1, scope: !15)
+!19 = !DILocation(line: 0, scope: !15)
+!20 = !DILocation(line: 13, column: 5, scope: !21, inlinedAt: !22)
+!21 = distinct !DISubprogram(name: "__omp_outlined__", scope: !16, file: !16, line: 11, type: !17, scopeLine: 11, flags: DIFlagPrototyped, spFlags: DISPFlagLocalToUnit | DISPFlagDefinition | DISPFlagOptimized, unit: !0, retainedNodes: !2)
+!22 = distinct !DILocation(line: 11, column: 1, scope: !15)
+!23 = !DILocation(line: 4, column: 1, scope: !24, inlinedAt: !25)
+!24 = distinct !DISubprogram(name: "known", scope: !16, file: !16, line: 3, type: !17, scopeLine: 3, flags: DIFlagPrototyped, spFlags: DISPFlagDefinition | DISPFlagOptimized, unit: !0, retainedNodes: !2)
+!25 = distinct !DILocation(line: 14, column: 5, scope: !21, inlinedAt: !22)
+!26 = !DILocation(line: 8, column: 1, scope: !24, inlinedAt: !25)
+!27 = !DILocation(line: 15, column: 5, scope: !21, inlinedAt: !22)
+!28 = !DILocation(line: 11, column: 25, scope: !15)
+!29 = distinct !DISubprogram(name: "known", scope: !16, file: !16, line: 3, type: !17, scopeLine: 3, flags: DIFlagPrototyped, spFlags: DISPFlagDefinition | DISPFlagOptimized, unit: !0, retainedNodes: !2)
+!30 = !DILocation(line: 4, column: 1, scope: !29)
+!31 = !DILocation(line: 8, column: 1, scope: !29)
+!32 = distinct !DISubprogram(name: "__omp_offloading_2a_d80d3d_test_no_fallback_l20", scope: !16, file: !16, line: 20, type: !17, scopeLine: 20, flags: DIFlagPrototyped, spFlags: DISPFlagLocalToUnit | DISPFlagDefinition | DISPFlagOptimized, unit: !0, retainedNodes: !2)
+!33 = !DILocation(line: 20, column: 1, scope: !32)
+!34 = !DILocation(line: 0, scope: !32)
+!35 = !DILocation(line: 4, column: 1, scope: !24, inlinedAt: !36)
+!36 = distinct !DILocation(line: 22, column: 5, scope: !37, inlinedAt: !38)
+!37 = distinct !DISubprogram(name: "__omp_outlined__1", scope: !16, file: !16, line: 20, type: !17, scopeLine: 20, flags: DIFlagPrototyped, spFlags: DISPFlagLocalToUnit | DISPFlagDefinition | DISPFlagOptimized, unit: !0, retainedNodes: !2)
+!38 = distinct !DILocation(line: 20, column: 1, scope: !32)
+!39 = !DILocation(line: 8, column: 1, scope: !24, inlinedAt: !36)
+!40 = !DILocation(line: 4, column: 1, scope: !24, inlinedAt: !41)
+!41 = distinct !DILocation(line: 23, column: 5, scope: !37, inlinedAt: !38)
+!42 = !DILocation(line: 8, column: 1, scope: !24, inlinedAt: !41)
+!43 = !DILocation(line: 4, column: 1, scope: !24, inlinedAt: !44)
+!44 = distinct !DILocation(line: 24, column: 5, scope: !37, inlinedAt: !38)
+!45 = !DILocation(line: 8, column: 1, scope: !24, inlinedAt: !44)
+!46 = !DILocation(line: 20, column: 25, scope: !32)
+!47 = distinct !DISubprogram(name: "__omp_outlined__2", scope: !16, file: !16, line: 4, type: !17, scopeLine: 4, flags: DIFlagPrototyped, spFlags: DISPFlagLocalToUnit | DISPFlagDefinition | DISPFlagOptimized, unit: !0, retainedNodes: !2)
+!48 = !DILocation(line: 6, column: 5, scope: !47)
+!49 = !DILocation(line: 7, column: 3, scope: !47)
+!50 = distinct !DISubprogram(linkageName: "__omp_outlined__2_wrapper", scope: !16, file: !16, line: 4, type: !17, scopeLine: 4, flags: DIFlagArtificial, spFlags: DISPFlagLocalToUnit | DISPFlagDefinition | DISPFlagOptimized, unit: !0, retainedNodes: !2)
+!51 = !DILocation(line: 4, column: 1, scope: !50)
+!52 = !DILocation(line: 6, column: 5, scope: !47, inlinedAt: !53)
+!53 = distinct !DILocation(line: 4, column: 1, scope: !50)